隨著風(fēng)電市場(chǎng)的逐漸成熟,大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組相繼出現(xiàn),葉片長(zhǎng)度也由原來(lái)的30~40m增加至60~70m。風(fēng)電機(jī)組的生命周期是20年,葉片長(zhǎng)度的增長(zhǎng)和葉片重量的增加給葉片的運(yùn)行維護(hù)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。現(xiàn)在傳統(tǒng)的葉片巡檢手段是望遠(yuǎn)鏡觀察和繩索垂降人工巡檢。傳統(tǒng)的葉片巡檢有以下缺點(diǎn):(1)巡檢效率低,工人勞動(dòng)強(qiáng)度大;(2)高空作業(yè),巡檢成本高;(3)巡檢時(shí)間長(zhǎng),停機(jī)發(fā)電量損失大。
無(wú)人機(jī)(UnmannedAerialVehicle,UAV)或稱(chēng)無(wú)人飛機(jī)系統(tǒng)(UnmannedAir原craftSystem,UAS),是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。無(wú)人機(jī)技術(shù)是世界范圍內(nèi)熱門(mén)的研究領(lǐng)域,近年來(lái)隨著復(fù)合材料、動(dòng)力系統(tǒng)、傳感器、尤其是飛行控制等技術(shù)的飛速發(fā)展,無(wú)人機(jī)性能不斷提高,無(wú)人機(jī)正逐步代替有人機(jī)開(kāi)展部分空中偵查、監(jiān)控、通信、勘測(cè)等任務(wù)。
圖1 RQ-170野哨兵冶無(wú)人機(jī)
1.無(wú)人機(jī)分類(lèi)及特點(diǎn)
1.1無(wú)人機(jī)分類(lèi)
無(wú)人機(jī)按照飛行原理和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類(lèi),可以大致分為固定翼無(wú)人機(jī)和旋翼無(wú)人機(jī)兩大類(lèi)。固定翼無(wú)人機(jī)通過(guò)固定式的機(jī)翼產(chǎn)生升力,外形與傳統(tǒng)的固定翼載人飛機(jī)類(lèi)似,如圖1所示。旋翼無(wú)人機(jī)通過(guò)旋轉(zhuǎn)的
槳葉提供升力,通過(guò)槳葉旋轉(zhuǎn)面的傾斜產(chǎn)生水平運(yùn)動(dòng)。這類(lèi)無(wú)人機(jī)具有垂直起降能力,提高了起降場(chǎng)地的適應(yīng)性,如圖2,圖3,圖4所示。
圖2 AIRKEY無(wú)人直升機(jī)

圖3 大疆inspire-1

圖4 RQ-16涵道式無(wú)人機(jī)
1.2無(wú)人機(jī)特點(diǎn)對(duì)比
相比于旋翼無(wú)人機(jī)復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu),固定翼無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷更高,飛行時(shí)間更長(zhǎng)。旋翼無(wú)人機(jī)由于可以懸停和低速飛行,因此近距離、低速運(yùn)動(dòng)或者長(zhǎng)時(shí)間保持同一視角的觀測(cè)任務(wù)需要使用旋翼無(wú)人機(jī)完成。各類(lèi)無(wú)人機(jī)的特點(diǎn)對(duì)比如表1。
2.多旋翼無(wú)人機(jī)
多旋翼無(wú)人機(jī)由于具備懸停和低速飛行能力,并且以其操控簡(jiǎn)易,維修方便,經(jīng)濟(jì)性好的特點(diǎn),本文主要以多旋翼無(wú)人機(jī)作為研究重點(diǎn)。