Сильный ветер испортил первый полет беспилотника Facebook
Сильный ветер и недоработки в алгоритме автоматической посадки стали причиной неудачного завершения первого полета беспилотного летательного аппарата Aquila, разрабатываемого Facebook* для раздачи интернета в труднодоступных районах Земли. Согласно записи в корпоративном блоге Facebook, во время посадки скорость ветра существенно превысила ожидаемую, в результате чего система автопилота произвела неправильные расчеты.
Беспилотник Aquila совершил первый полет 28 июня 2016 года. Это был первый полет полноразмерного прототипа интернет-беспилотника. Изначально планировалось, что Aquila проведет в воздухе не более получаса, однако в ходе испытания специалисты не выявили никаких неполадок и продлили продолжительность первого полета до 96 минут. Беспилотник поднялся на высоту 655 метров. Первый полет беспилотника завершился жесткой посадкой. При этом аппарат получил повреждение конструкции правой консоли крыла.
Согласно действующим в США правилам полетов гражданских беспилотных летательных аппаратов массой более 25 килограммов, Facebook доложила об инциденте Национальному комитету по вопросам безопасности транспорта, который в ноябре 2016 года начал расследование происшествия. Теперь это расследование завершено. Специалисты пришли к выводу, что причиной жесткой посадки стало резко возросшее аэродинамическое сопротивление, не позволившее автопилоту аппарата поддерживать плавное следование глиссаде.
Во время первого полета операторы Aquila ожидали, что он будет проходить при ветрах, скорость которых не будет превышать семь узлов (3,6 метра в секунду). Тем не менее, при посадке беспилотник попал в ветреную зону с порывом ветра до 18 узлов. Это привело к тому, что легкий беспилотник «сдуло» выше плавной посадочной траектории, рассчитанной автопилотом. В результате аппарат отреагировал резким снижением, чтобы вернуться на траекторию посадки. Это привело к скручивающей нагрузки на крыло, и оно получило повреждения.
Во время маневра возврата на глиссаду Aquila развил скорость, превышающую разрешенные для него посадочные 40 километров в час. В момент порыва ветра беспилотник находился уже на высоте шести метров над землей. По данным Facebook, причиной жесткой посадки стала неспособность системы автопилота одновременно с равным приоритетом отслеживать скорость полета и соответствие фактической траектории снижения рассчитанной.
По итогам расследования американская компания объявила, что она внесет несколько изменений в беспилотник Aquila. Во-первых, аппарат получит устройство увеличения аэродинамического сопротивления. Что это будет, в компании пока не решили; инженеры полагают, что это будет либо спойлер, либо аэродинамический тормоз. Это устройство позволит беспилотнику при порывах ветра придерживаться глиссады без нырков и наборов скорости.
Во-вторых, специалисты Facebook намерены скорректировать алгоритм автопилота. В новой версии алгоритма отслеживанию скорости полета при посадке будет присвоен больший приоритет, чем отслеживанию соответствия посадочной траектории рассчитанной глиссаде. В американской компании объявили, что эта доработка позволит беспилотнику выполнять безопасную, но менее точную посадку — в некоторых случаях аппарат будет значительно отклоняться от глиссады и уходить на второй круг для повторной посадки.
Беспилотник Aquila разрабатывается с широким применением композиционных материалов по схеме «летающего крыла». Размах крыла аппарата соответствует пассажирскому самолету Boeing 737 (28 метров). При этом масса аппарата в несколько сотен раз меньше, чем у лайнера. Примерно половина массы беспилотника приходится на аккумуляторные батареи. Предполагается, что Aquila сможет находиться в воздухе до 90 дней и выполнять полеты на высоте от 18 до 27 тысяч метров.
В полноценной конфигурации с передающим оборудованием потребляемая мощность беспилотника составит около пяти тысяч ватт. Аккумуляторные батареи рассчитаны на обеспечение аппарата энергией на протяжении 14 часов. Один беспилотник с помощью радиорелейного передатчика сможет транслировать интернет на территорию площадью от 40 до 80 квадратных километров со скоростью более 30 гигабит в секунду.
*Facebook принадлежит компании Meta, деятельность которой в России запрещена.
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.