Il Naval Research Laboratory sta costruendo droni a volo solare che raccolgono energia dal sole e dalle termiche per rimanere in volo per lunghi periodi di tempo. Credito:Laboratorio di ricerca navale
Uno scienziato della Marina ha riprogettato il software che consente ai droni di lunga durata di salire impotenti nel cielo su bolle d'aria calda.
In una domanda di brevetto statunitense pubblicata il 2 maggio, Aaron Kahn, un ingegnere che lavora al progetto Autonomous Locator of Thermals (ALOFT) presso il Naval Research Laboratory, ha riferito di aver ampiamente testato il nuovo software che rileva e stima la posizione delle termiche, cioè., si alzano colonne di aria calda che gli uccelli usano per stare in alto senza sbattere le ali.
A differenza degli uccelli, i droni in volo hanno bisogno dei vantaggi del rilevamento termico e del software di stima della posizione poiché l'aria calda tende a spostarsi rispetto al suolo a causa dei venti.
I sistemi precedenti si basavano su processi di stima batch che "richiedono la memorizzazione di grandi matrici di dati, che non è l'ideale per il funzionamento su piccoli microcontrollori con risorse di memoria limitate."
Il nuovo software di volo di Kahn utilizza il filtro Kalman esteso, una sorta di algoritmo già utilizzato dalla Marina Militare per la navigazione di sottomarini e missili da crociera. Ora può aiutare i droni orbitanti come il piccolo aliante CICADA o gli UAV solari a lunga durata che potrebbero anche avere celle fotovoltaiche o a combustibile che alimentano eliche a batteria.
Il Laboratorio di ricerca navale degli Stati Uniti sta progettando UAV a lunga durata che utilizzano bolle di aria calda in aumento per rimanere in alto. Credito:Laboratorio di ricerca navale
Gli UAV solari non hanno bisogno di grandi batterie perché raccolgono energia dall'ambiente utilizzando un software intelligente, nel caso degli algoritmi di soaring autonomi, o leggero, pannelli solari integrati che catturano l'energia del sole.
"Questa tecnica consente di aumentare l'autonomia e la durata di un aeromobile senza dover aggiungere carburante/batterie aggiuntivi, " secondo la domanda di brevetto della Marina. "È possibile che la tecnica possa essere implementata in un aereo senza richiedere alcuna modifica al suo hardware, solo software. Per di più, la tecnica è applicabile sia agli aeromobili con equipaggio che a quelli senza equipaggio. Poiché il metodo è parametrizzato, può essere rapidamente adattato a una varietà di tipi di aeromobili."
Ora che la domanda di brevetto è stata pubblicata, le aziende qualificate possono valutare la tecnologia con l'intenzione di concederne la licenza per l'uso nei loro droni.
Brian Metzger, un senior technology manager di TechLink, guida le aziende attraverso la valutazione e la concessione di licenze tecnologiche della Marina senza alcun costo.
Ha detto che c'è una manciata di promettenti aziende di UAV solari che vorranno valutare il lavoro di Kahn, ma anche produttori di aerei con equipaggio e alianti.
"Questo è davvero per chiunque costruisca veicoli aerei in grado di sfruttare le termiche, "Metzger ha detto.
