コロラド大学、嵐からデータを収集するドローン「RAAVEN」を開発。堅牢な自律型航空機は耐久性と機敏性を備える

エンジニアたちは、2010年にスーパーセル雷雨からデータを収集するために無人航空機システム（ドローン）を初めて展開した。その時の車両の構造やフィールドでの作業から得た教訓が、RAAVENの設計に反映されている。これらのカスタムビルドのドローンは、2019年夏に車両や地上ステーションから嵐の中に向けてカタパルトで打ち出された。

RAAVENの設計と製作は、CU IRISSのマネージングエンジニアであるスティーブ・ボレンスタイン氏がスタッフエンジニアや学部生のチームと協力して進めた。ボレンスタイン氏は次のようにコメントしている。

CUチームは、2019年のグレートプレーンズでの展開中に、これらの航空機3機を同時に使用した。この展開は、気象現象の調査において最大かつ最も野心的なドローンベースのプロジェクトの一環だった。CUチームは合計で51回の飛行で40時間以上の飛行時間を記録し、その中には7つの竜巻を発生させた嵐も含まれていた。

図解1

• 冗長センサー技術：BlackSwift TechnologyのIMU付きマルチホール3D風プローブ、Vaisala RSS-421とiMet EE03の気圧、温度、湿度センサー、VectorNav VN-200 IMU&GPS
• CU IRISSが設計したカスタムアビオニクスシステム + Ardupilotオープンソースシステムに基づく
• 独自の「ブームテール」によって安定性が向上し、アクティブなエレベーターで飛行翼の性能が改善されている
• 巡航時間は時速38マイルで3時間、最高速度は約80マイル
• 大きなエルロンとフラップにより、迅速な制御と急な制御着陸が可能。すべての制御はデジタル通信を使用してノイズを低減する
• ドローンはモジュール設計であり、1つのパーツが他の機体の修理に使える。そのため、大規模な修理によるダウンタイムが減り、フィールドでの修理が簡単に行える
• 25Hzデータロギング、1msのタイミング精度
• リチウムイオンバッテリーセルは従来のLiPoより長持ちで安全

図解2

• ドローンは車両の上から素早く発射できるように設計されており、機動性が高く、迅速な対応が可能
• 着陸には滑走路が不要で、フィールドでの柔軟性がさらに向上
• ウィングスパンは91インチ、RiteWing RCによるカスタム製造

図解3

• 3機のドローンが同時に運用され、展開中に連携して動作
• HD 1080pビデオカメラ
• EPPフォーム機体（発泡ポリプロピレン製）

▶︎コロラド大学