Автономный планер может полететь как альбатрос, круиз как парусная лодка

В регионах сильного ветра робот создан, чтобы остаться наверх, во многом как его птичий сотрудник. Где имеется более спокойные ветры, робот может опустить киль в воду, чтобы отправиться как очень действенная парусная лодка вместо этого.Автоматизированная совокупность, которая одалживает и у навигационных и у биологических проектов, может преодолеть данную расстояние, используя одну треть столько же ветра какое количество альбатрос и путешествуя на порядок стремительнее, чем простая парусная лодка. Планер также достаточно легок, взвешивая приблизительно 6 фунтов.

Исследователи сохраняют веру, что в недалеком будущем, такие компактные, стремительные автоматизированные водные сборщики смогут быть развернуты в командах, чтобы рассмотреть большие последовательности океана.«Океаны остаются значительно undermonitored», говорят Габриэль Бускет, бывший postdoc в Отделе MIT Аэронавтики и Астронавтики, кто привел дизайн робота как часть его тезиса выпускника. «, В частности, Очень принципиально важно понять южный Океан и как это взаимодействует с изменением климата. Но очень не легко добраться в том месте.

Мы можем на данный момент использовать энергию от окружающей среды действенным способом сделать это дальнее путешествие с совокупностью, которая остается маленькой».Bousquet представит подробности автоматизированной совокупности на этой неделе на Интернациональной конференции IEEE по вопросам и Автоматизации Робототехники, в Брисбене, Австралия. Его сотрудники на проекте – Жан-Жак Слотин, преподаватель машиностроения и информатики и мозговых наук; и Майкл Триэнтэфиллоу, профессор Генри Л. и Грэйс Доэрти в Океанской Науке и Разработке.Физика скорости

В прошедшем сезоне Bousquet, Slotine и Triantafyllou опубликовали изучение о динамике полета альбатроса, в котором они узнали механику, каковые разрешают неустанному путешественнику преодолеть широкие расстояния, расходуя минимальную энергию. Ключ к марафонским путешествиям птицы – личная свойство отправиться в и из громадного – и медленные слои воздуха.Определенно, исследователи нашли, что птица в состоянии выполнить механический процесс, названный «передачей импульса», в котором это берет импульс от выше, более стремительные слои воздуха, и ныряя вниз передают тот импульс, чтобы понизиться, более медленные слои, продвигая себя, не имея необходимость непрерывно махать его крыльями.Интересно, Бускет заметил, что физика полета альбатроса очень похожа на то из путешествия на парусной лодке.

И альбатрос и парусная лодка передают импульс, чтобы двигаться . Но при парусной лодки, та передача происходит не между слоями воздуха, а между воздухом и водой.

«Парусные лодки берут импульс от ветра с их парусом и вводят его в воду, пододвигая обратно с их килем», растолковывает Бускет. «Это – то, как энергия извлечена для парусных лодок».Bousquet также понял, что скорость, на которой смогут путешествовать и альбатрос и парусная лодка, зависит от того же самого неспециализированного уравнения, связанного с передачей импульса.

По существу и птица и лодка смогут путешествовать стремительнее, если они смогут или остаться наверх легко или взаимодействовать с двумя слоями или средами, совсем вторых скоростей.Альбатрос преуспевает с первым, вследствие того что его крылья снабжают естественный лифт, без оглядки на то, что это летит между воздушными слоями с малый отличием в скоростях ветра.

Одвременно с этим парусная лодка выделяется в последнем, путешествуя между двумя средами совсем вторых скоростей – воздухе против воды – без оглядки на то, что ее корпус формирует огромное трение и мешает тому, чтобы оно забрало много скорости. Bousquet задался вопросом: Что, если транспортное средство имело возможность бы быть создано, чтобы выступить замечательно в обеих метриках, женившись на быстродействующих качествах и альбатроса и парусной лодки?«Мы думали, как мы имели возможность забрать оптимальнее из обоих миров?» Бускет говорит.

На водеКоманда спроектировала дизайн для чтобы гибридного автомобиля, что в конечном счете напомнил свободный планер с 3-метровым размахом крыла, подобным тому из простого альбатроса.

Они добавили громадной, треугольный парус, и узкий, подобный крылу киль. Они тогда выполнили некое математическое моделирование, чтобы предугадать, как такой дизайн отправится.В соответствии с их вычислениям, для приведенного в действие ветром транспортного средства были бы только нужны достаточно спокойные ветры приблизительно 5 узлов, чтобы пронестись через воды в скорости приблизительно 20 узлов или 23 миль в час.«Мы нашли, что в не сильный ветрах Вы имеете возможность отправиться приблизительно три в на порядок стремительнее, чем хорошая парусная лодка, и Вам нужен приблизительно вдвое меньше ветра, чем альбатрос, чтобы достигнуть 20 узлов», говорит Бускет. «Это очень действенно, и Вы имеете возможность путешествовать очень не так долго осталось ждать, кроме того в том случае, если нет слишком большого количества ветра».

Команда выстроила прототип их дизайна, используя корпус планера, созданный Марком Дрелой, преподавателем аэронавтики и астронавтики в MIT. К основанию планера они добавили киль, наровне с различными инструментами, такими как GPS, инерционные датчики измерения, инструментовка автопилота, и ультразвук, чтобы отследить высоту планера выше воды.«Цель тут была в том, дабы показать, что мы можем руководить очень совсем правильно, как высоко мы выше воды, и что у нас вероятно муха робота выше воды, тогда вниз в том направлении, где киль может пойти под водой, чтобы произвести силу, и самолет может все еще полететь», говорит Бускет.Исследователи решили проверить этот «критический маневр» – акт того, чтобы переходить между полетом в воздухе и погружением киля вниз, чтобы приплыть в воде.

Выполнение этого перемещения не обязательно требует паруса, так, Bousquet и его сотрудники решили не включать того, чтобы упростить предварительные испытания.В осеннюю пору 2016 года команды осуществляют контроль ее дизайн, запуская робот из MIT, Пересекающего под парусом Павильон на Реку Чарльз. Вследствие того что робот испытал недочёт в парусе и любом механизме, чтобы начать его, команда повесила его от удочки, приложенной к лодке китобойного судна.

С данной установкой лодка буксировала робот в течении реки, пока это не достигло приблизительно 20 миль в час, на уровне которого пункта робот самостоятельно «взлетел», сидя на ветру самостоятельно.В то время, когда это летело самостоятельно, Бускет использовал дистанционное управление, чтобы дать робот «вниз» команда, побуждая его опуститься достаточно низко, чтобы загрузить ее киль в реку.

Затем, он приспособил направление киля и заметил, что робот смог держаться на громадном растоянии от лодки как ожидалось. Он тогда дал приказ для робота, чтобы прилететь обратно, подняв киль из воды.«Мы летели очень близко к поверхности, и было мало края для неточности – все должно было существовать», говорит Бускет. «Так, это было высокое напряжение, но очень захватывающий».

Испытания, он говорит, обосновывают, что концептуальное устройство команды может отправиться удачно, приведенное в действие ветром и водой. В конечном счете он предполагает парки таких транспортных средств самостоятельно и действенно контроля огромных пространств океана.

«Предположите, что Вы имели возможность полететь как альбатрос, в то время, в то время, когда в самом деле ветрено, и затем в то время, в то время, когда имеется не достаточно ветра, киль разрешает Вам приплывать как парусная лодка», говорит Бускет. «Это существенно расширяет виды регионов, куда Вы имеете возможность пойти».

10 комментариев


  1. Выкопали классный скототомогильник для рашистских оккупантов. А для проктолога, обмазанного рашистским дерьмом, подготовили отдельный комфортабельный бетонный саркофаг.

Добавить комментарий