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F1

世界上拍摄速度最快的无人机:它是如何制造出来的

无人机大师们将 DIY 工程提升到了一个新的高度,制造出了第一架能够在赛道上追上 F1 赛车的无人机。以下是他们的制作过程。
作者 Tom Ward
4 min read发布于
十年前,拉尔夫-霍根伯格(Ralph Hogenbirk,又名 "长毛")在 25 岁左右时首次涉足无人机领域。当时,这只是他在办公室工作之余的业余爱好。但是,随着无人机技术的迅速发展,霍根伯格也参与其中。从制造无人机到参加无人机竞速联赛,再到最终拍摄 2020 年的奥地利Red Bull瓦尔帕莱索 Cerro Abajo,霍根伯格的事业一直在加速发展。
现在,他与荷兰无人机之神团队的全体成员一起,制造了一架定制的 FPV(第一人称视角)无人机,在英国的银石赛道上与奥地利Red Bull的全新 F1 赛车 RB20 风雨无阻地跑了一圈大奖赛请观看上面的视频,了解无人机是如何制造出来的,以及它在赛道上令人难以置信的飞行。
Checking the world's fastest filming drone one last time before the race can start.

The Red Bull Drone 1 having its own pit stop

© Joerg Mitter/Limex Images

在制造这样一架飞机的道路上面临着巨大的挑战。团队必须确保它在转弯处的加速和减速性能可以与 F1 赛车媲美,电池组可以在 5.8 千米的赛道上平飞,还要确保它可以承受持续的动力而不会爆炸起火。哦,还有最后的挑战,那就是学习如何驾驶一架全新的无人机,并跟上 F1 多届世界冠军的步伐。
从构思到升空,这个项目的启动过程是这样的:

你们秘密开展这个项目已经有一段时间了。它是如何诞生的?

Shaggy: 大约一年前,奥地利Red Bull公司联系了我,说'嘿,我们有这个想法......'他们已经考虑了一段时间,想让无人机跟随一级方程式赛车跑一整圈。速度从来都不是问题,有无人机可以在直道上跟上,但弯道是个问题。

Ralph Hogenbirk is also known as Durch Drone God, operating it all from a virtual space.

Dutch Drone God Shaggy at work

© oerg Mitter/Limex Images

这一定是一项非常令人兴奋的任务,但也是一项非常复杂的任务。你和团队讨论的第一件事是什么?

我和我的两位同事立即开始集思广益:'我们能做些什么?无人机应该是什么样的?以前做过什么?我们知道有人尝试制造时速约为 370 公里的快速无人机,但这些都是非常纤细的火箭,而且只能快速飞行一次。它们超轻,电池很小,没有记录设备。这对我们来说是行不通的。这意味着我们知道速度是可能的,但我们不知道是否有可能增加拍摄设备,同时还能应付弯道。问题是:'我们如何在空中控制这样的东西?‘

以前的无人机设计是如何影响你的?

我们最初的想法是,空气动力学是其中最大的因素,而不一定是重量。我们知道,如果我们能制造出超级空气动力学和超级高效的东西,我们也能让电池的寿命更长。第二个策略是不追求最高速度,但也要注重耐久性。从电池到电机再到螺旋桨,我们希望所有部件都能在其极限值以下运行,这样既非常高效,又不会使无人机不堪重负。

The drone keeps pace for an entire lap – a first not only in drone tech, but in F1 history.

The Red Bull Drone 1 keeps pace with Oracle Red Bull Racing’s F1 car

© Joerg Mitter/Limex Images

你们有没有从奥地利Red Bull车队的 F1 赛车中汲取设计灵感?

没有,它们的行为方式完全不同。也许有一些通用的空气动力学方面,比如设计或形状,但它是如此特殊的机器,一级方程式赛车上没有太多适用的东西。

有多少硬件是全新的,有多少是改装现有部件的?

电子元件和电机都是非常标准的现成组件,但我们向供应商询问了他们最新的、未发布的硬件。例如,我们需要能够处理更高转速的电机,而他们就有这样的硬件。虽然只是一些现成的部件,但无人机的整个外部结构都是我们从头开始设计的。我们进行了大量的 3D 打印,既用于原型设计,也用于最终产品。还有一些碳数控部件也是我们自己做的。

Meet the creator and the racer!

Ralph Hogenbirk, the Rocket Drone and Max Verstappen

© oerg Mitter/Limex Images

你们不能讨论具体的部件,但能否分享一些关于这款无人机有多棒的数据?

是的,它的最高时速为 350 公里/小时,100-300 公里/小时的加速时间仅需 2 秒(大多数 F1 赛车从 0 - 60mph [97kph] 的加速时间大约为 2.6 秒)。在最大载荷下可产生 6G 的重力,碳纤维、玻璃纤维和 3D 聚合物车身的平均重力为 2-3G。重量显然非常重要,我们设法将其重量控制在 1 千克以内。我希望它能有摄像功能,以便进行现场直播,但使用 10bit 颜色的 4k60fps / 5k30fps 摄像机仍能很好地工作。

大卫-库特哈德(David Coulthard)说:“我只是看到了它的潜力,有很多应用可以让观众真正感受到坐在这些赛车里的感觉。”你对那些对无人机感兴趣并从你的工作中得到启发的人有什么想说的?

试着跳出固有的思维模式。在 FPV 社区,有很多事情都是理所当然的。例如,所有 FPV 飞行员都使用三叶螺旋桨。但没有人真正质疑这是否是最佳解决方案。但是,你知道,如果你真的去思考为什么要使用某些东西,使用的方式是什么,那么在无人机领域,有很多事情你都可以用科学和计算的方法来应对。好吧,究竟什么才是最佳解决方案?然后就开始测试。不要以为我们做这件事做了这么久,已经证明是对的,所以就必须这样。

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