Autonomous Hybrid Powered Long Ranged Airship for Surveillance and Guidance
Notice bibliographique
Résumé
With devastating natural disasters on the rise, technological improvements are needed in the field of search and rescue (SAR). Unmanned aerial vehicles (UAVs) would be ideal for the search function such that manned vehicles can be prioritized to distributing first-aid and ultimately saving lives. One of the major reasons that UAVs are under utilized in SAR is that they lack a long flight endurance which compromises their effectiveness. Dirigibles are well suited for SAR missions since they can hover and maintain lift without consuming energy and can be easily deflated for packaging and transportation. This research focuses on extending flight endurance of small-scale airship UAVs through improvements to the infrastructure design and flight trajectory planning. In the first area, airship design methodologies are reviewed leading to the development and experimental testing two hybrid fuel-electric power plants. The prevailing hybrid power plant design consists of a 4-stroke 14cc gasoline engine in-line with a brushless DC motor/generator and variable pitch propeller. The results show that this design can produce enough mechanical and electrical power to support 72 hours of flight compared to 1-4 hours typical of purely electric designs. A power plant configuration comparison method was also developed to compare its performance and endurance to other power plant configurations that could be used in dirigible UAVs. Overall, the proposed hybrid power plant has a 600% increase in energy density over that of a purely electric configuration. In the second area, a comprehensive multi-objective cost function is developed using spatially variable wind vector fields generated from computational fluid dynamic analysis on digital elevations maps. The cost function is optimized for time, energy and collision avoidance using a wavefront expansion approach to produce feasible trajectories that obey the differential constraints of the airship platform. The simulated trajectories including 1) variable vehicle velocity, 2) variable wind vector field (WVF) data, and 3) high grid resolutions were found to consume 50% less energy on average compared to planned trajectories not considering one of these three characteristics. In its entirety, this research addresses current UAV flight endurance limitations and provides a novel UAV solution to SAR surveillance.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».