A robotquadcopterek nulla G-repülést kínálhatnak olcsón

A repüléstechnika egyik komikusan elnevezett diadala a hányásüstökös – egy olyan repülőgép, amely parabola pályán repül, hogy szimulálja a nulla g körülményeit. Ezeket a repülőgépeket az űrhajósok használják súlytalan körülmények közötti edzéshez, körülbelül 25 másodperces intervallumokban, és olyan emberek, akik egyszerűen csak a nulla g-t szeretnék megtapasztalni. A repülőgépeknek más felhasználók is voltak – a film súlytalan jelenetei Apollo 13 mindegyik egy hányás üstökös belsejében készült, nulla g-nél.

A hányásüstökösök szintén a tudósok rendelkezésére álló lehetőségek egyike a mikrogravitációs körülmények között végzett kísérletek elvégzésére. De a hányásüstökösök nem olcsók, akár 3000 dollárba is kerülhetnek kilogrammonként; és ezeket hónapokkal vagy évekkel előre le kell foglalni, így egy valahogy rosszul sikerült kísérlet megismétlése gyakran nehéz lehet.

Egy másik lehetőség egy ejtőtorony. Ezek gyors átfutásúak, és egyszerűen lefoglalhatók. De eleve mérhetetlenül drágák.



És az utolsó lehetőség – egy repülés a Nemzetközi Űrállomáson vagy egy egyedi űrhajó – szinte mindenki számára megfizethetetlenül drága.

Tehát a tudósok nagyon örülnének egy olcsóbb és gyorsabb alternatívának, legalábbis az alapelv-ellenőrzési tervek tesztelésére, mielőtt drágább megoldásokhoz kezdenének.

Ez a diagram azt mutatja, hogy egy nulla grammos, változó állású rotorral rendelkező quadcopter milyen erőket képes kifejteni

Ma megvan a kívánságuk, vagy közel van hozzá, Juan-Pablo Afman és az atlantai Georgia Institute of Technology munkatársainak munkájának köszönhetően. Ezek a srácok azzal az ötlettel álltak elő, hogy egy autonóm quadcopterrel rövid időre nulla körülményeket teremtsenek. Megoldásuk rendkívül rugalmas, könnyen megismételhető, és mindenekelőtt alacsony költségű.

Céljaikat könnyű megfogalmazni. Legalább öt másodperc szabadesést szeretnének, a szabályozási korlátok között működni, és mindezt egy 25 000 dollár alatti rendszerrel megtenni.

Ez nem olyan egyszerű, mint amilyennek hangzik. Afman és társai hamar rájöttek, hogy egy kvadrokopter nagy magasságba repülése és motorjainak lekapcsolása nem generál nulla g-t a leejtés közbeni légellenállás miatt.

Még ennél is rosszabb, hogy a rotorokon fellépő erők súlyos instabilitást okoznak, ami megnehezíti a jármű felépülését még akkor is, ha a motorokat visszakapcsolják. Mivel a tolóerő közel nulla, a jármű nem képes megtartani a megfelelő helyzetet a manőver során, és az eredmények katasztrofálisak - mondják.

A probléma az, hogy a legtöbb quadkopteren alapfelszereltségnek számító fix síkú rotorok nem képesek a nulla g érték fenntartásához vagy a vízi jármű stabilizálásához szükséges erőt előállítani szabadesés közben. Így a csapatnak saját, változtatható dőlésszögű rotortervet kellett kidolgoznia, hogy mindenkor hat szabadsági fokban irányíthassa a járművet.

Természetesen vannak szabályozási korlátok. Az egyik legjelentősebb az, hogy a kvadrokopterek nem repülhetnek körülbelül 120 méternél magasabban Európában vagy az Egyesült Államokban, és tömegük sem haladhatja meg a 25 kilogrammot, ami korlátozza a kivitelezhető kísérleteket.

Ez azonban továbbra is lehetővé teszi a csapat számára, hogy olyan pályákat tervezzen, amelyek nulla g-t produkálnak akár öt másodpercig is, miközben teljes uralmat adnak a jármű felett.

A biztonság érdekében a csapat meghatároz egy földrajzi területet is, amelyen belül a kvadrokopternek mindig tartózkodnia kell. Ezt az határozza meg, hogy a jármű mennyit haladna ballisztikusan, ha bármikor elveszítené az áramot. Ezt geokerítésnek hívják, és viszonylagos biztonságot garantál.

A csapat létrehozta azt a szoftvert is, amely lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy különböző nulla g időprofilokkal rendelkező pályákat tervezzenek meghatározott kísérletekhez.

A terepen végzett lenyűgöző mennyiségű előkészítő munka ellenére a csapat még nem hajtott végre nulla g repülést, főként a rotor tervezésének késései miatt. Csak meg kell néznünk, milyen jól teljesít az eszköz – azt ígérik, hogy 2016 végén végrehajtanak néhány nulla grammos repülést.

Mindeközben a munka ígéretes előrelépés a nulla g kutatásban. A rendszer árcédulája számos intézet és talán iskolák számára is elérhetővé teszi. Ez új érdeklődést jelent a súly nélküli kísérletek iránt, amelyeket kevés hányással vagy egyáltalán nem lehet elérni.

kilép a bajnokságból

Ref: arxiv.org/abs/1611.07650 : Egy autonóm mikrogravitációt lehetővé tevő légi robot tervezéséről és optimalizálásáról

elrejt

Tényleges Technológiák

Kategória

Nincs Kategorizálva

Technológia

Biotechnológia

Technikai Politika

Klímaváltozás

Ember És Technológia

Szilícium-Völgy

Számítástechnika

Mit News Magazin

Mesterséges Intelligencia

Tér

Okos Városok

Blockchain

Feature Story

Alumni Profil

Öregdiák Kapcsolat

Mit News Funkció

1865

Az Én Nézetem

77 Mass Ave

Ismerje Meg A Szerzőt

Profilok A Nagylelkűségben

Az Egyetemen Látható

Öregdiák Levelei

Hírek

Mit News Magazine

Választások 2020

Indexszel

A Kupola Alatt

Tűzoltótömlő

Végtelen Történetek

Pandémiás Technológiai Projekt

Az Elnöktől

Fedősztori

Képgaléria

Ajánlott