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F1

如何建造全世界最快的空拍無人機

無人機大師將 DIY 工程提升到了一個新的水平,第一架無人機能夠跟上賽道上的 F1 賽車。 他們是如何創建的?
由 Tom Ward 編寫
4 min readPublished on
十年前,大約25 歲的 Ralph Hogenbirk(又名 Shaggy)首次進入無人機世界。 那時,這是他在辦公室工作以外的一種興趣。 但是,隨著無人機技術的迅速發展,Hogenbirk的參與也越發積極。 從製造無人機到參加無人機競速聯盟,再到最終在 2020 年拍攝Red Bull瓦爾帕萊索塞羅阿巴霍賽道,Hogenbirk 的職業生涯一直不斷提昇與進步。
現在,他與整個 Dutch Drone Gods 團隊,一起打造了一款定制 FPV(第一人稱視角)競速無人機,在一場完整的大獎賽中,該無人機實際上可以與Red Bull全新 F1 賽車 RB20 並駕齊驅。在英國銀石賽道上跑上一圈。 在上方的影片中觀看無人機的製造過程以及它在賽道上令人難以置信的飛行跟拍速度。
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

建造這種飛機的過程中面臨巨大的挑戰。 團隊必須確保它在轉彎時的加速和減速方面能夠與 F1 賽車相匹配,配備能夠在 5.8 公里賽道上平飛的電池,並確保它能夠處理持續的動力而不起火。 哦,最後的挑戰是學習如何操控全新的無人機並跟上 F1 多座世界冠軍車手的腳步。
從構思到起飛,此計畫的啟動過程如下:

你秘密從事這個專案已有一段時間了,進度如何?

Shaggy: Shaggy:大約一年前,Red Bull 與我聯繫表示:「嘿,我們有這個想法…」他們已經考慮了一段時間,這個想法是擁有一架可以全程跟隨一級方程式賽車的無人機。一圈。 速度從來都不是問題,有無人機可以跟上直道,但彎道是一個問題。

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

這一定是一個非常令人興奮的委託,但也是一項非常複雜的任務。 您與團隊討論的第一件事是什麼?

我和我的兩位同事立即開始集思廣益:『我們能做什麼? 這架無人機應該是什麼樣子? 我們知道有一些嘗試建造時速約 370 公里的快速無人機,但這些都是非常細長的火箭,而且它們只被設計成可以快速飛行一次。 它們超輕,電池小,沒有錄音設備。 那對我們起不了作用。 這意味著我們知道速度是可能的,但我們不知道是否可以添加拍攝設備並且還能夠處理轉彎。 問題是:“我們如何在空中控制類似的東西?”

以前的無人機設計對您的設計有何影響?

我們最初的想法是空氣動力學是其中最大的因素,而不一定是重量。 我們知道,如果我們能夠製造出超空氣動力學和超高效的東西,我們也可以讓電池的使用壽命更長。 第二個策略不是追求最高速度,而是注重耐力。 從電池到馬達再到螺旋槳,我們希望一切都在低於其極限的情況下運行,這樣它就能非常高效,並且不會讓無人機超負荷。

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

您是否從 Oracle Red Bull 車隊的 F1 賽車中獲得那些設計靈感?

不過,他們的運行方式如此不同。 也許有一些一般的空氣動力學方面的因素,例如設計或形狀,但它是一種特殊的機器,沒有太多適用於一級方程式賽車的東西。

有多少硬體是新的,有多少是對現有組件進行改造的?

電子設備和馬達都是非常標準的現成組件,但我們與供應商交談,詢問他們最新的、未發布的硬體。 例如,我們需要能夠為馬達處理更高轉速的東西,他們已經有了。 它是現成的,可能有一些未發布的零附件,但無人機本身的整個外部結構是我們從頭開始設計的。 我們為原型製作和最終產品進行了大量 3D 列印。 我們自己也做了一些數控碳纖維產品。

Meet the creator and the racer!

Ralph Hogenbirk, the Rocket Drone and Max Verstappen

© oerg Mitter/Limex Images

你無法討論具體的零附件,但你能分享一些關於這架無人機有多棒的統計數據嗎?

沒錯,最高時速為 350 公里/小時,只需兩秒即可加速 100-300 公里/小時(大多數 F1 賽車從 0 加速到 60 英里/小時 [97 公里/小時]大約需要 2.6 秒)。 這會在最大負載下產生 6G,平均 2-3G 作用於碳纖維、玻璃纖維和 3D 聚合物主體。 重量顯然很重要,我們設法將其重量降至 1 公斤以下。 我希望相機能夠進行直播,具有特定攝影功能的兼容性,可以良好地支援4K解析度、每秒60幀的影片拍攝,或支援5K解析度、每秒30幀的影片拍攝,並且可以輸出10位元高色彩深度的相機功能。

David Coulthard表示:我看到了潛力,有很多應用程式可以真正讓觀眾感受到坐在這些賽車中的感覺。您會對那些對無人機感興趣並受到您所做的事情啟發的人們說些什麼?

試著跳出框架思考。 FPV 社群裡有很多事情是理所當然的。 例如,所有 FPV 飛行員都使用三葉螺旋槳飛行。 但沒有人真正質疑這是否是最好的解決方案。 但是,你知道,如果你真正思考為什麼要使用某些東西、使用的方式,那麼你可以對無人機場景中的許多東西做出科學和計算性的反應。 好吧,實際上最好的解決方案是什麼? 然後開始測試。 不要因為傳統而固步自封,而是應該持開放態度,考慮新的方法或想法。

Part of this story

Max Verstappen

Max Verstappen是前一級方程式賽車手Jos Verstappen的兒子,天生速度快,是 F1 史上最年輕的賽車冠軍。

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David Coulthard

David Coulthard 是英國一級方程式賽車的傳奇人物。 雖然退休了,但在圍場和我們的電視螢幕上,他仍然是一張熟悉的面孔。

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