FlexiQuad разгоняется до 80 км/ч, но выдерживает удары о препятствия

Инженеры Высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) представили дрон FlexiQuad, рама которого изгибается при столкновении и гасит часть энергии удара. Аппарат сохраняет скорость до 80 км/ч и продолжает полет после наезда на препятствие, сообщила пресс-служба университета 3 ноября 2026 года.

Конструкция отличается от привычных квадрокоптеров: вместо жесткого центрального блока с четырьмя лучами используется тонкое кольцо, по окружности которого равномерно распределены роторы, аккумуляторы и блок управления. Такая схема позволила убрать центральную часть и сделать раму податливой именно в тех направлениях, где деформация полезна.

Жесткость рамы анизотропна. Боковые нагрузки она переносит мягко, а вдоль оси тяги винтов оказывается примерно в 2,2 раза жестче. Ориентиром послужили крылья птиц и насекомых: инженеры изучили, как они сопротивляются изгибу в разных направлениях. «Мягкий не значит медленный», — подчеркнул автор разработки Лука Джирарди, отметив, что ускорения сопоставимы с показателями жестких аппаратов.

В прототипе рама собрана из четырех полос стекловолоконного композита размером 145,5 x 54 x 0,5 мм, вырезанных лазером. Диаметр кольца составляет 216 мм, взлетная масса — 405 г. По жесткости конструкция на три порядка уступает обычным квадрокоптерам, а ее оптимум лежит в диапазоне от 0,006 до 0,77 Н/мм — примерно как у крыльев живых летунов.

Испытания показали, что аппарат выдерживает фронтальный удар на скорости 5 м/с без повреждений, а скользящие столкновения снижают возмущающие силы в 39 раз. Рама сжимается настолько, что дрон пролетает через щели шириной около 70% от собственной ширины. В демонстрационных полетах FlexiQuad подхватил, перенес и поставил мягкую аптечку, а также поднял груз тяжелее себя.

Разработка родилась в лаборатории Environmental Robotics Lab. Джирарди сейчас работает в Mobile Robotics Lab, а Стефано Минтчев, ранее профессор ETH Zurich, возглавил кафедру сельскохозяйственной робототехники в Боннском университете. Партнеры подали заявку на патент, а сама идея вошла в пятерку финалистов премии Spark Award, победителя которой объявят 26 ноября.

Среди перспективных сценариев в патенте указаны осмотр балластных цистерн на судах, поиск людей в обрушившихся зданиях и измерения в густых лесах. Джирарди также предложил натягивать сеть в полом центре кольца, чтобы перехватывать чужие дроны.

До выхода из лаборатории остаются препятствия: аппарат должен надежно воспринимать окружение и сам восстанавливать управление после удара. Колебания гибкой рамы размывают картинку камер, поэтому команда обучила дрон с подкреплением сначала стабилизироваться по данным бортовых датчиков, а затем возвращаться к автономному полету. Отдельно проверяется гипотеза, что сама деформация рамы может служить источником данных о касании, как у насекомых.

Материалы рамы обходятся менее чем в 15 швейцарских франков, а в сложенном виде конструкция помещается в средний чемодан: Джирарди перевозил прототип именно так. Быстросъемные крепления и вставные аккумуляторы в перспективе позволят собирать аппарат на месте за считаные минуты.

Источник: Tech Xplore