Τα ρομποτικά τετρακόπτερα θα μπορούσαν να προσφέρουν μηδενικές πτήσεις G με φτηνές τιμές

Ένας από τους κωμικά ονομαζόμενους θριάμβους της αεροναυπηγικής μηχανικής είναι ο εμετός κομήτης - ένα αεροσκάφος που πετά σε μια παραβολική τροχιά για να προσομοιώσει τις συνθήκες μηδέν g. Αυτά τα αεροπλάνα χρησιμοποιούνται από αστροναύτες για προπόνηση σε συνθήκες χωρίς βάρος για διαστήματα περίπου 25 δευτερολέπτων και από άτομα που θέλουν απλώς να βιώσουν μηδέν g. Τα αεροπλάνα είχαν και άλλους χρήστες—τις ασόβαρες σκηνές της ταινίας Απόλλων 13 γυρίστηκαν όλα μέσα σε έναν κομήτη εμετού στο μηδέν g.



Οι κομήτες με εμετό είναι επίσης μία από τις επιλογές που έχουν στη διάθεσή τους οι επιστήμονες για τη διεξαγωγή πειραμάτων σε συνθήκες μικροβαρύτητας. Αλλά οι κομήτες εμετού δεν είναι φθηνοί, κοστίζουν έως και 3.000 $/κιλό. και πρέπει να γίνουν κράτηση μήνες ή χρόνια νωρίτερα, επομένως η επανάληψη ενός πειράματος που κατά κάποιο τρόπο έχει πάει στραβά μπορεί συχνά να είναι δύσκολη.

Μια άλλη επιλογή είναι ένας πύργος πτώσης. Αυτά έχουν γρήγορη ανάκαμψη και είναι εύκολο να κάνετε κράτηση. Αλλά είναι απαγορευτικά ακριβά στην αρχή.





Και η τελευταία επιλογή - μια πτήση στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό ή ένα διαστημικό σκάφος κατά παραγγελία - είναι απαγορευτικά ακριβή για σχεδόν όλους.

Έτσι, οι επιστήμονες θα ήθελαν πολύ να έχουν μια φθηνότερη και πιο γρήγορη εναλλακτική, τουλάχιστον για να δοκιμάσουν σχέδια απόδειξης της αρχής προτού ξεκινήσουν πιο ακριβές επιλογές.

Αυτό το διάγραμμα δείχνει τις δυνάμεις που θα μπορούσε να παράγει ένα τετρακόπτερο μηδενικού g με ρότορες μεταβλητού βήματος



πόσο μακριά μπορούν να δουν τα μάτια μας

Σήμερα έχουν την επιθυμία τους, ή κοντά σε αυτήν, χάρη στη δουλειά του Juan-Pablo Afman και των φίλων τους στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Τζόρτζια στην Ατλάντα. Αυτοί οι τύποι σκέφτηκαν να χρησιμοποιήσουν ένα αυτόνομο τετρακόπτερο για να δημιουργήσουν συνθήκες μηδέν g για μικρά χρονικά διαστήματα. Η λύση τους είναι εξαιρετικά ευέλικτη, εύκολα επαναληψιμότητα και πάνω από όλα χαμηλού κόστους.

Οι στόχοι τους είναι εύκολο να δηλωθούν. Θέλουν τουλάχιστον πέντε δευτερόλεπτα ελεύθερης πτώσης, για να λειτουργήσουν εντός ρυθμιστικών περιορισμών και να τα κάνουν όλα αυτά με ένα σύστημα που κοστίζει λιγότερο από 25.000 $.

Αυτό δεν είναι τόσο εύκολο όσο ακούγεται. Οι Afman και συν γρήγορα διαπίστωσαν ότι η πτήση ενός τετρακόπτερου σε μεγάλο ύψος και η απενεργοποίηση των κινητήρων του δεν παράγουν μηδέν g λόγω της αντίστασης του αέρα κατά τη διάρκεια της πτώσης.

Ακόμη χειρότερα, οι δυνάμεις που ασκούνται στους ρότορες δημιουργούν σοβαρές αστάθειες που δυσκολεύουν την ανάκαμψη του οχήματος, ακόμη και όταν οι κινητήρες ενεργοποιούνται ξανά. Δεδομένου ότι οι δυνάμεις ώσης είναι σχεδόν μηδενικές, το όχημα δεν είναι σε θέση να διατηρήσει τη σωστή στάση κατά τη διάρκεια του ελιγμού και τα αποτελέσματα είναι καταστροφικά, λένε.



Το πρόβλημα είναι ότι το είδος των ρότορων σταθερού επιπέδου που είναι στάνταρ στα περισσότερα τετρακόπτερα δεν μπορεί να παράγει τις απαραίτητες δυνάμεις για τη διατήρηση του μηδενός g ή για τη σταθεροποίηση του σκάφους κατά την ελεύθερη πτώση. Έτσι, η ομάδα έπρεπε να βρει το δικό της σχέδιο ρότορα μεταβλητού βήματος για να της δώσει τον έλεγχο του σκάφους σε έξι βαθμούς ελευθερίας ανά πάσα στιγμή.

Υπάρχουν ρυθμιστικοί περιορισμοί, φυσικά. Ένα από τα πιο σημαντικά είναι ότι τα τετρακόπτερα δεν μπορούν να πετάξουν πάνω από περίπου 120 μέτρα στην Ευρώπη ή στις ΗΠΑ ούτε μπορούν να ζυγίζουν περισσότερο από περίπου 25 κιλά, γεγονός που περιορίζει τα πειράματα που μπορούν να μεταφέρουν.

Αλλά αυτό εξακολουθεί να επιτρέπει στην ομάδα να σχεδιάζει τροχιές που παράγουν μηδέν g για έως και πέντε δευτερόλεπτα, διατηρώντας παράλληλα τον πλήρη έλεγχο του οχήματος.

Για ασφάλεια, η ομάδα ορίζει επίσης έναν γεωγραφικό όγκο χώρου μέσα στον οποίο το τετρακόπτερο πρέπει να παραμένει ανά πάσα στιγμή. Αυτό ορίζεται από το πόσο μακριά θα ταξίδευε το όχημα βαλλιστικά εάν έχανε την ισχύ ανά πάσα στιγμή. Αυτό το αποκαλούν geofence και εγγυάται σχετική ασφάλεια.

Η ομάδα δημιούργησε επίσης το λογισμικό που επιτρέπει στους χρήστες να σχεδιάζουν τροχιές με διαφορετικά προφίλ χρόνου μηδέν g για συγκεκριμένα πειράματα.

Παρά τον εντυπωσιακό όγκο των εργασιών προετοιμασίας στο έδαφος, η ομάδα δεν έχει ακόμη πραγματοποιήσει καμία πτήση μηδέν g, κυρίως λόγω καθυστερήσεων με το σχεδιασμό του ρότορα. Θα πρέπει απλώς να δούμε πόσο καλά αποδίδει η συσκευή—υπόσχονται να πραγματοποιήσουν μερικές πτήσεις μηδέν g στο τέλος του 2016.

ιστοχώρο προσώπων που δημιουργούνται από AI

Εν τω μεταξύ, η εργασία είναι ένα πολλά υποσχόμενο βήμα προς τα εμπρός για μηδενική έρευνα. Η τιμή του συστήματος το καθιστά προσιτό σε ένα ευρύ φάσμα ιδρυμάτων και ίσως ακόμη και σε σχολεία. Αυτό θα προαναγγέλλει ένα νέο ενδιαφέρον για πειράματα χωρίς βάρος και ένα που μπορεί να επιτευχθεί με ελάχιστο ή καθόλου εμετό.

Αναφ.: arxiv.org/abs/1611.07650 : Σχετικά με το σχεδιασμό και τη βελτιστοποίηση ενός αυτόνομου εναέριου ρομπότ που ενεργοποιεί τη μικροβαρύτητα

κρύβω

Πραγματικές Τεχνολογίες

Κατηγορία

Χωρίς Κατηγοριοποίηση

Τεχνολογία

Βιοτεχνολογία

Τεχνική Πολιτική

Την Αλλαγή Του Κλίματος

Άνθρωποι Και Τεχνολογία

Silicon Valley

Χρήση Υπολογιστή

Περιοδικό Mit News

Τεχνητή Νοημοσύνη

Χώρος

Έξυπνες Πόλεις

Blockchain

Feature Story

Προφίλ Αποφοίτων

Σύνδεση Αποφοίτων

Δυνατότητα Ειδήσεων Mit

1865

Η Θέα Μου

77 Mass Ave

Γνωρίστε Τον Συγγραφέα

Προφίλ Στη Γενναιοδωρία

Βλέπεται Στην Πανεπιστημιούπολη

Επιστολές Αποφοίτων

Νέα

Εκλογές 2020

Με Ευρετήριο

Κάτω Από Τον Θόλο

Πυροσβεστική Μάνικα

Άπειρες Ιστορίες

Πανδημικό Τεχνολογικό Έργο

Από Τον Πρόεδρο

Θέμα Εξώφυλλου

Φωτογραφίες

Συνιστάται