Американські інженери розробили квадрокоптер з плечима, що вільно складаються. Завдяки такій конструкції дрон може прямо в польоті скласти два або всі чотири плеча, щоб пролетіти через вузький отвір або схопити предмет. Препринт статті опубліковано на arXiv.org.

Відзначимо, що мультикоптери зазвичай мають конструкцію, при якій обчислювальний модуль, акумулятор, датчики та інша електроніка зосереджені у відносно невеликому корпусі по центру, а мотори з гвинтами віддалені від нього. В результаті більша частина обсягу, яку займає дрон, пустує. При транспортуванні ця проблема вирішується складними плечима, що вже застосовуються в багатьох серійних моделях. Втім, плечі, що здатні складатися в польоті, поки що можна побачити тільки в прототипах.

Один з таких прототипів у 2019 році створили Натан Буцкі (Nathan Bucki) та Марк Мюллер (Mark Mueller) із Каліфорнійського університету в Берклі. У їхньому квадрокоптері кожне плече мало пружину, внаслідок чого воно складалось, якщо тяга дрону була на 30% меншою від мінімальної тяги, необхідної для польоту, і розкладалось при більшій тязі. У новій версії, яку Буцкі та Мюллер розробили разом з Джеррі Таном (Jerry Tang), інженери позбулися пружин і залишили вільно рухомі петлі, за допомогою яких плечі з гвинтами кріпляться до корпусу. Це спростило конструкцію, знизило її масу і дозволило позбутися обмеження у мінімум 70% тяги. У новій версії дрон складає плечі, змінюючи напрямок обертання гвинтів.

Оскільки у дрона прямокутний корпус, при складанні двох гвинтів їх осі не збігаються, а розташовуються паралельно, створюючи момент обертання. Однак мотори з гвинтами, що залишаються паралельними землі, своїм обертанням у зворотний бік компенсують цей момент, тому навіть з двома складеними плечима дрон може зависнути на місці або летіти вперед. Це допомагає йому пролітати через горизонтальні отвори, в які б він не помістився з розкладеними плечима. Також це дозволяє хапати предмети, затискаючи їх між двома складеними плечима, та підійматись з ними у повітря.

Нарешті, нова конструкція дозволяє дрону “відпочити” на гілці або тросі: після посадки він вимикає всі чотири мотори, в результаті чого плечі опускаються і зміщують центр мас нижче за точку контакту, забезпечуючи таким чином стабільне положення без витрат енергії.

Окремо зазначається, що представлений мультикоптер має дещо гіршу польотну стійкість і більше енергоспоживання, проте ці недоліки досить незначні у порівнянні з продемонстрованими перевагами, вважають інженери.