Китайцы разработали 35-граммовый дрон с пропеллерами на пропеллере
Гонконгские инженеры создали 35-граммовый бикоптер, представляющий собой крыло с двумя параллельными земле винтами. Они позволяют раскручивать крыло, чтобы то создавало подъемную силу. Несмотря на такую конструкцию, дрон может летать, управляя движением по всем осям. Статья опубликована в Science Robotics.
За последние несколько лет мультикоптеры стали практически синонимом термина дрон, потому что эта конструкция применяется намного чаще других. Мультикоптер — простая и недорогая схема, которой, к тому же, легко управлять. Но такие аппараты уступают в эффективности как вертолетам, которые оснащены большим винтом и тоже могут зависать на одном месте, так и самолетам, которые не могут зависать, зато оснащены большим крылом, создающим подъемную силу и позволяющим намного эффективнее преодолевать большие дистанции.
И хотя большинство конструкторов применяют эти три схемы или их комбинации, такие как конвертопланы, некоторые экспериментируют с альтернативными схемами, которые не так хорошо изучены и опробованы на практике. К примеру, мы рассказывали о сингапурском проекте дрона с пропеллером на пропеллере.
Группа инженеров под руководством Пакпонга Чирараттананона (Pakpong Chirarattananon) из Городского университета Гонконга разработали дрон с похожей конструкцией, но значительно меньшей массой — 35,1 грамма. Дрон имеет симметричную конструкцию. В центре расположена плата управления и аккумулятор, а по двум сторонам от нее на тонких и легких углепластиковых рейках закреплено крыло из полиимидной пленки. Ближе к краю каждой консоли крыла находится по одному электромотору с пропеллером, причем сами консоли и пропеллеры расположены в противоположных направлениях.
Для взлета дрон раскручивает пропеллеры, и хотя сами роторы расположены параллельно земле, они раскручивают крыло, которое за счет этого формирует подъемную силу и поднимает дрон в воздух. Инженеры разработали простой алгоритм контроля, в котором есть две части: одна отвечает за вертикальное положение, а вторая — за движение в сторону. Для управления высотой достаточно поменять тягу одинаково на обоих пропеллерах, а для движения по горизонтали алгоритм меняет соотношение между их тягой во время каждого оборота крыла.
Тестовые полеты показали, что дрон с аккумулятором емкостью 250 миллиампер-часов и общей массой 35,1 грамма способен продержаться в воздухе 14,9 минуты, а если заменить аккумулятор на более емкий (650 миллиампер-часов), то время полета увеличивается до 24,5 минуты. Но в таком случае общая масса повышается до 42,8 грамма.
Авторы продемонстрировали управляемый полет дрона, а также показали, что его возможностей хватает для небольшой полезной нагрузки. Так, они закрепили на дроне камеру для съемки панорамного видео и лазерный дальномер, который благодаря вращению фактически превращается в 2D-лидар, пригодный для обнаружения препятствий вокруг аппарата.
Инженеры отмечают, что на форму дрона их вдохновила крылатка — плод некоторых деревьев, выполненный в виде крыла. Подробнее о том, как растения используют различные конструкции для переноса своих плодов, можно узнать из нашего материала «Лети отсюда».
Григорий Копиев
При этом не потребуется демонтаж и разборка
Инженеры GE Aerospace Research разработали мягкого робота Sensiworm для обследования технического состояния авиационных двигателей. Робот способен ползать подобно гусенице по вертикальным поверхностям и даже потолку, передавая оператору видеоизображение в реальном времени. С помощью Sensiworm технические специалисты смогут оценивать текущее состояние авиамоторов без необходимости их демонтажа с самолета, сообщает New Atlas. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Современные турбовентиляторные двигатели требуют регулярного обслуживания. Они состоят из огромного количества деталей, тщательно изучить состояние которых без снятия двигателя с самолета даже с помощью эндоскпов (бороскопов) порой невозможно. При этом демонтаж мотора и его последующая разборка занимают много времени, в течение которого самолет простаивает на земле. Поэтому инженеры давно работают над альтернативными способами обследования авиадвигателей изнутри без их демонтажа. Одна из таких разработок принадлежит инженерам исследовательского отдела компании General Electric GE Aerospace Research, которые совместно с сотрудниками Университета Бингемтона разработали мягкого робота Sensiworm (Soft ElectroNics Skin-Innervated Robotic Worm) для обследования технического состояния авиационных двигателей изнутри. Вытянутый корпус Sensiworm состоит из мягкого полимерного материала, который способен растягиваться и сокращаться с помощью источника давления. Способ передвижения Sensiworm напоминает движения гусеницы пяденицы. Робот может передвигаться не только по горизонтальным и вертикальным поверхностям, но также и по потолку. Для этого он использует две присоски, расположенные в передней и задней части корпуса. Таким образом Sensiworm может добраться до труднодоступных мест внутри двигателя, включая лопатки компрессоров и турбин. https://www.youtube.com/watch?v=_Mks06p0KVo Внутри автономной версии Sensiworm, помимо собственных источников питания, давления и бортового компьютера, находится камера с источником света, а также другие сенсоры, необходимые сервисным специалистам. Робот может автоматически обнаруживать и обходить препятствия (технических деталей того, как это происходит, разработчики пока не сообщают). По словам создателей Sensiworm, робот должен выполнять роль дополнительных глаз и ушей, исследуя внутренности авиадвигателей на предмет неисправностей, коррозии и повреждения теплоизоляционного покрытия. Разработчики считают, что в будущем он сможет не только передавать изображение интересующих участков в реальном времени, выполняя роль продвинутого варианта бороскопа, но и сможет производить мелкий ремонт. Внутренней инспекции требуют не только такие сложные устройства как авиадвигатели, но даже трубопроводы. Китайские инженеры разработали миниатюрного робота для инспекции внутреннего состояния трубопроводов диаметром меньше сантиметра. Робот состоит из цилиндрических модулей, приводимых в движение актуаторами на основе диэлектрических эластомеров.
