В России испытали противообледенительную систему для беспилотников
Подмосковный Центральный аэрогидродинамический институт имени Жуковского провел испытания новой противообледенительной системы для беспилотных летательных аппаратов. Согласно сообщению института, испытания проводились на специальном стенде искусственного обледенения и были признаны успешными.
Подавляющее большинство беспилотников, используемых сегодня гражданскими компаниями и вооруженными силами в мире, не имеют систем защиты от обледенения. Дело в том, что часть таких аппаратов летает на небольших высотах, где проблема обледенения практически не возникает. Для других беспилотников оказывается достаточно обычной обработки противообледенительными химическими средствами.
Использовать самолетные противообледенительные системы на беспилотниках невозможно из-за их большой массы — установка устройств в их неизменном виде неминуемо приведет к снижению массы полезной нагрузки аппарата и сокращению продолжительности его полета. Кроме того, противообледенительные системы требуют энергии, источник которой на борту беспилотника ограничен.
Новая противообледенительная система для беспилотников разработана российской группой компаний «Кронштадт», также занимающейся созданием роботов разных классов и навигационных систем. Она выполнена электроимпульсной и в первую очередь предназначена для использования на планерах беспилотников, выполненных из композиционных материалов.
Технические подробности об испытанной системе не раскрываются. Разработка электроимпульсных противообледенительных систем для самолетов ведется с 1960-х годов. К настоящему времени разработчики предложили несколько типов таких систем, пригодных для использования как на металлических токопроводящих конструкциях, так и на не проводящих электричество поверхностях.
Многие такие системы используют накопитель энергии (обычно блок конденсаторов или ионисторов), тиристоры (выступают электрическими ключами) и электроды, разделенные изолятором. При накоплении определенного количества электроэнергии в блоке конденсаторов открывается тристор и электричество подается на электроды, между которыми происходит пробой.
В результате пробоя происходит локальный тепловой взрыв с образованием ударных волн, достаточно сильных, чтобы разрушать ледяную корку, но не повреждать конструкцию планера. Во время полета такие разряды происходят в разных местах на крыле летательного аппарата. Со временем электродный слой выгорает и его требуется заменять.
Другие электроимпульсные противообледенительные системы предполагают использование магнитных индукторов вместо электродов. В этом случае их устанавливают под гибким полимерным покрытием. При разряде индукторы притягиваются друг к другу незначительно деформируя покрытие, которое и раскалывает лед.
Электроимпульсные системы сегодня используются на многих самолетах. В частности они установлены на лайнеры SSJ-100 и Ил-96, такие системы планируется ставить на новые транспортные самолеты Ил-112В. Преимуществом таких систем являются их малые масса и энергопотребление и масштабируемость.
Во время испытаний в Центральном аэрогидродинамическом институте систему, разработанную группой «Кронштадт», проверяли на стенде при температуре воздушного потока от нуля до минус 20 градусов Цельсия. При этом в потоке присутствовали переохлажденные водяные капли. Испытанная система эффективно очищала поверхность от нарастающей ледяной корки.
В 2012 году в США началась разработка противообледенительной системы для американского стратегического разведывательного беспилотника RQ-4 Global Hawk. Один из вариантов системы предполагает установку нагревательных элементов в передней кромке крыла аппарата, которые будут включаться при снижении с большой высоты или полете в неблагоприятных условиях.
Предполагается, что в полете теплая кромка будет нагревать воздух медленного пограничного слоя, движущегося по верхней и нижней поверхности крыла беспилотника. Этот теплый пограничный слой и будет предотвращать образование ледяной корки на крыле. По предварительным оценкам, потребляемая мощность системы составит от 0,8 до 1,4 киловатта.
Василий Сычёв
Он пригодится на Марсе, Луне и ледяных спутниках планет-гигантов
Инженеры разработали концепцию робота для будущих миссий по изучению пещер на Марсе, Луне и ледяных спутниках планет-гигантов. Проект ReachBot описывает устройство с несколькими конечностями, которые способны раскладываться и дотягиваться до удаленных точек, на которых можно закрепиться с помощью захвата с металлическими шипами, сообщается в отчете NASA. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера С тех пор как орбитальные исследовательские аппараты подтвердили существование пещер под поверхностью Марса и Луны, ученые не перестают размышлять над их полноценным исследованием. Помимо ценной информации об истории формирования небесного тела, в пещерах, куда не проникают ультрафиолетовые солнечные лучи и космические заряженные частицы, могли бы сохраниться и следы внеземной жизни. До последнего времени все подвижные роботы, предназначенные для изучения других планет, разрабатывались с расчетом, что они будут передвигаться только по сравнительно ровной поверхности. Поэтому они имеют относительно простое четырех- или шестиколесное шасси, которое устойчиво и не требует много энергии, но, к сожалению, не позволяет передвигаться по крутым каменистым склонам и скалам, и потому не подходит для исследования пещер. Инженеры под руководством Марко Павоне (Marco Pavone) из Стэндфордского университета уже несколько лет работают над многоэтапным проектом ReachBot для NASA, развивающим концепцию робота, способного перемещаться по пещерам и скалам со сложным рельефом, недоступным для других видов роботов при разных уровнях гравитации. Его главная особенность заключается в необычном способе передвижения. Вместо колес или ног у него есть несколько гибких удлиняющихся конечностей, на конце которых располагаются захваты с множеством мелких металлических шипов, которые цепляются за малейшие неровности на каменной поверхности. Аналогичный способ удержания на вертикальных поверхностях применялся в прототипе робота-скалолаза LEMUR, разработанном Лабораторией реактивного движения NASA. За счет металлических шипов робот может удерживать свое положение, распределив свой вес между несколькими конечностями, пока подыскивает следующую точку опоры для одной из них. Ожидается, что ReachBot сможет передвигаться не только по стенам и потолку, но и по полу как обычный ходячий робот. Однако на данной стадии проектирования конкретной конструкции для конечностей еще нет. Разработчики оценили параметры робота для миссии по исследованию марсианской лавовой трубки с высотой от пола до потолка порядка 30 метров. Это должно быть устройство массой около 10 килограмм, с восемью конечностями, способными развертываться до 20 метров в длину, оборудованное камерами и лидаром для навигации и прокладывания маршрута, а также для картографирования окружения. На предыдущих этапах были разработаны алгоритмы движения робота на плоскости, а также построен примитивный прототип ReachBot. В качестве четырех конечностей на нем используются стальные измерительные рулетки, оснащенные механизмом поворота, который позволяет «наводить» их на объект. После чего другой механизм раскручивает рулетку, на конце которой расположен захват с металлическими шипами. Робот умеет определять положение предметов вокруг с помощью визуальных меток, дотягиваться до них конечностями, ухватываться с помощью захватов и подтягивать себя в нужном направлении. В будущем разработчики планируют построить версию, которая способна двигаться в трехмерном пространстве. https://www.youtube.com/watch?v=Q6uvS_19OcA Существуют и другие концепции исследования инопланетных пещер, куда нет доступа колесных роботам. Одна из них предполагает использование нескольких четвероногих роботов Spot Mini. Каждый из членов группы будет отличаться от других, иметь свою роль и помогать другим.