| 固定翼無人機可帶來高速穿越空域的能力，但它們無法用於需要靜止不動的空中飛行的應用，這種飛行對於持續空中監控和通信應用而言極為重要。 早期對繫留無人飛艇的實驗暴露了一個基本挑戰，那就是它們在強風條件下，相對而言無法保持靜止不動。需要一種新解決方法， Dragonfly Pictures公司（DPI）於是開發了一種新型無人機—原地懸空繫留無人機。
不同於電池供電的多旋翼無人機需要每20分鐘更換一次電池，繫留無人機通過一根連接基站的電線接收電源。因此，它們可以在空中停留數小時，甚至幾天時間。DPI的繫留多旋翼無人機旨在用於跟踪尾隨移動主機平台，包括船艦、船隻、卡車以及其它無人駕駛地面交通工具等。 與固定翼無人機相比，它們具有多項優勢，包括垂直起降功能。它們不需要跑道和發射台，也不需要回收設備。與飛艇不同的是，它們還能實現持續、靜止不動的定位，即使是在天氣不穩定以及風速變化莫測的情况下也是如此。 他們的繫留無人機在實際操作條件下進行了廣泛的測試，現時已經完全達到美國海軍在海洋/海洋環境中用於情報、監控與偵察（ISR）、通信與視頻應用的標準。 克服極限設計挑戰 DPI的軍用/工業級無人多旋翼空中繼電器（UMAR）繫留無人機具有防雨、防雪、防塵和防熱效能，同時針對鹹水海洋環境進行了專門優化。 UMAR無人機的獨特優勢在於：通過繫線持續供電，它可以在500英尺的高空提供長達超過400個小時的不間斷運行時間和工作。但繫留架構存在重大的設計挑戰。電源需要以極高的電壓和極低的電流從主艦輸送給多旋翼無人機，這有助於使用最細、最輕的繫線，反過來又能新增無人機的機動性和機載有效載荷。 UMAR無人機在8至10kW的功率級下工作，功能非常强大，能够在惡劣的海洋風暴條件下保持持續、靜止不動的定位。這一挑戰通常會因影響主艦定位的洶湧海水/海浪而變得更複雜。因此，無人機需要足夠的功率容量和敏捷性，才能加速旋翼提升的速度並即時響應短期或長期爆發的偏航。 在多旋翼無人機中，必須在盡可能最小的輕量級封裝外殼中實現高壓轉換。UMAR上帶的8個獨立旋翼需要複雜的互連PCB電路，因此電源組件層的任何空間節省，都可以重新用於其它增值組件。 DPI副總裁Joe Pawelczyk表示：“使用Vicor電源模組，我們已能够降低無人機上所有組件的重量，從而可在攜帶所需任務載荷的同時，新增飛行高度和氣流速度。其他任何公司都無法真正提供Vicor產品的功率密度，所以我們可以通過其組件實現最高水準的機動性、效能和懸停控制。這可新增DPI繫留無人機的載荷能力、飛行高度和速度。” UMAR無人機作為機載RF天線部署時，可以將船艦的無線直線監視距離從8英里擴展到30英里。 針對功率密度而優化的電源架構 為了應對這些艱巨的電源挑戰，DPI正在其UMAR中利用Vicor纖薄高電壓BCM®VIA™模組實現高效轉換（98%），從800V降轉至50V的熱損耗僅2%。高壓BCM封裝小，多種多樣安裝方式，對於實現功率密度極高的輕量級機載系統特別珍貴。 由8個Vicor高電壓BCM4414模組並聯排列運行，為DPI UMAR的8個獨立旋翼提供動力，能够在旋翼之間共享電源，增加冗餘。Vicor模組技術極少的高頻諧波特性加上在Vicor高壓BCM模組中整合集成的EMI濾波器，幫助最大限度减少了EMI雜訊，在尺寸和重量上都比傳統DC-DC轉換器大量減少。如果沒經濾波，雜訊可能會影響無人機和主艦之間的RF通信，也無法達到EMI標準。
除了現時在美國海軍進行的試驗性部署外，DPI科技正在接受許多政府機構、承包商和其他實體的評估，並已顯示出在其它應用方面的美好前景，如救災應急人員以及大面積監控（公共活動、體育場安全等）等。 |
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