| 28 июля 2020 г. — 12:09 PT
Инженеры со всего мира создали четырехкрылый дрон, который машет крыльями, подобно птице. Создание получило название «Орнитоптер», что означает, что оно основано на конструкции птиц, а не использует более традиционные моторы и пропеллеры.
Современные дроны — как с фиксированным крылом, так и мультироторные — имеют ограничения по дальности и эффективности. Именно поэтому инженеры обратились к дронам природы, птицам, за вдохновением.
Машущие крылья позволяют птицам перемещаться на высоких и низких скоростях, а также взлетать и садиться почти где угодно. Птицы и другие летающие животные используют все свое тело для полета, в отличие от дронов, которые используют различные системы на разных этапах полета.
В чем его отличие
Команда инженеров разработала свой дрон по новой схеме, включающей эффект «хлопка и броска». Новый дрон использует две пары крыльев, которые хлопают друг друга, создавая достаточную тягу для зависания на месте.
Новая разработка использует шарнир для накопления и восстановления энергии, создаваемой движениями крыльев, а также миниатюрные подшипники и переставленные валы для правильного расположения шестерен. Дрон также имеет большой руль направления и высоты, который используется для создания поворотного усилия и позволяет быстро переключаться между горизонтальным и вертикальным полетом.
Дрон спроектирован таким образом, чтобы иметь возможность быстро поднимать нос до точки, где подъемная сила больше не создается, что приводит к явлению, называемому «динамическое сваливание». Динамическое сваливание является нежелательным явлением для обычных дронов, но позволяет дрону, вдохновленному птицами, улучшить свою маневренность при полете в ограниченном пространстве или при посадке на небольшую площадку.
Аннотация
Аннотацию текста вы можете прочитать ниже. Если вы хотите прочитать полный текст, вы можете сделать это по этой ссылке.
Акробатические маневры стрижей могут быть очень полезны для миссий микровоздушных аппаратов. Быстрые остановки и повороты позволят летать в загроможденных и неструктурированных пространствах. Однако такие замедляющие акробатические маневры до сих пор было сложно продемонстрировать на летательных аппаратах с машущими крыльями из-за ограниченной тяги и управляемости. Здесь мы представляем орнитоптер X-wing весом 26 грамм и длиной фюзеляжа 200 миллиметров, способный к мультимодальному полету. Используя подъемный хвост и высокую тягу, орнитоптер пилотировался для зависания, быстрого прямолинейного полета (бросок), акробатического поворота и пикирования с плавными переходами. Акробатический поворот был выполнен в радиусе 32 миллиметров путем остановки броска с максимальным замедлением 31,4 метра в секунду в квадрате. В этом планирующем маневре торможение было возможно благодаря быстрому наклону корпуса и динамическому сваливанию крыльев при относительно высокой скорости воздуха. Этот орнитоптер может восстановить устойчивость к планированию без кувыркания после поворота корпуса на 90 градусов. Мы показали, что хвост представлял сильный стабилизирующий момент при высокой тяге, в то время как гибкость мембраны крыла смягчала дестабилизирующий эффект передних крыльев. Для достижения этих требований к высокой тяге мы разработали малопотерьковую трансмиссию с противовибрационной системой, которая максимизировала выходную тягу машущих крыльев до 40 грамм сверх веса корпуса. Снижая реактивную нагрузку и вибрацию, этот косвенный привод потреблял на 40% меньше максимальной электрической мощности для той же генерации тяги, чем прямой привод пропеллера. Тройная роль машущих крыльев для движения, подъема и сопротивления обеспечивает агрессивный полет благодаря простому управлению хвостом.
Что вы думаете об этой крутой версии дронов? Хотели бы вы полетать на чем-то подобном? Дайте нам знать ваши мысли в комментариях ниже.
Фото: Javaan Chahl