View Project

Norwegian AI Directory

Icing effects, detection and mitigation on unmanned aerial vehicles (UAVs)


Description:

Ubemannede fly har blitt brukt i mange anvendelser allerede. For å utløse det kommersielle potensialet må ubemannede fly integreres i delt luftrom og må kunne operere sikkert også utenfor synsvidde og over befolkede områder. Det er derfor nødvendig å sikre at ubemannede fly er luftdyktige i henhold til nye industristandarder og regelverk. Evnen til å detektere og unngå ising på ubemannede fly er en kritisk viktig utfordring for sikkert og luftdyktighet. Forskningen på dette området har vært svært begrenset og det finnes ingen kommersielt tilgjengelige løsninger. Dette prosjektet omfavner autonomi som et viktig muliggjørende konsept, og kombinerer fundamental forskning med innovative ideer i et tverrfaglig samarbeid mellom industri og sluttbrukere. Prosjektets første mål er å utvikle validerte aerodynamiske og termodynamiske modeller, operasjonell kunnskap og numeriske verktøy som er nødvendig for å forstå og forutse ising på ubemannede fly. Basert på en bedre forståelse for de fysiske prosessene knyttet til ising på ubemannede fly er det andre målet til prosjektet å utvikle mer energi-effektive autonome metoder for deteksjon av ising og optimalisert styringssystem for å unngå de negative effektene av atmosfærisk ising på ubemannede fly. Arbeidet i 2021 har vært fokusert på foreløpige studier, datainnsamling og etablering av nødvendige testsystemer. Master student Bogdan Løw-Hansen har utviklet en algoritme for deteksjon av is som løsner under av-ising, for å kunne effektivisere energiforbruk. Master student Ruben Kleiven har utviklet algoritmer for autopilot som er robust under situasjoner med helt eller delvis ising på vinger, inkluder usymmetrisk ising på bare en vinge. Flere vindtunneltester er gjennomført i samarbeid med UBIQ Aerospace og VTT i Finland, der det er analysert effektforbruk for elektrotermisk avisingssystem, og aerodynamisk tap (økt luftmotstand) på grunn av ising på vinger og propell. Det er utviklet simuleringsverktøy for flyging under isingsforhold, og etablert et samarbeid med DLR i Tyskland. Maritime Robotics og UBIQ Aerospace har utviklet prototype avisingssystem på en UAV som vil bli gjort tilgjengenlig for prosjektet etter interne tester tidlig 2022. Basert på arbeidet til masterstudent Johannes Oswald er det utviklet kunstige isprofiler som kan festes på vinge under testflying utenfor isingsforhold.


Project leader: Tor Arne Johansen

Started: 2021

Ends: 2025

Category: Universiteter

Sector: UoH-sektor

Budget: 11997988

Institution: NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET NTNU

Address: