Формула идеального взмаха поможет создать роботов-птиц будущего
Исследователи из МФТИ и Нижегородского государственного университета имени Н. И. Лобачевского разработали инновационную модель для расчета оптимальной подъемной силы в летательных аппаратах с машущим крылом, то есть раскрыли секрет увеличения подъемной силы при машущем полете. Разработка позволит создавать маневренные аппараты, способные летать там, где бессильны обычные беспилотники.
Научная работа опубликована в The European Physical Journal Special Topics. Разработка ученых помогает лучше понять, как работают верхние конечности у птиц и у их искусственных аналогов. Это открывает дорогу созданию более совершенных биоморфных воздушных аппаратов. Например, летающих роботов, которые эффективно маневрируют внутри ограниченного пространства или среди препятствий. Там, где обычные дроны — винтовые или самолетного типа — не справятся.
Как пояснили авторы исследования, при разработке модели они использовали двумерный анализ взаимодействия между машущим крылом и окружающим воздушным потоком. Кроме того, для упрощения расчетов в модель были заложены ряд допущений.
В частности, массу крыльев приняли в качестве пренебрежимо малой и не учитывали. Вместе с тем вся система в целом была представлена в виде жесткого стержня, а ее аэродинамические силы рассчитывались на основе теории удара Ньютона. Согласно этой теории, во время столкновения с поверхностью крыла частиц воздуха они изменяют направление движения, при этом происходит передача импульса.
В результате таких построений ученые вывели формулу, которая отражает зависимость подъемной силы крыла, угла атаки, частоты взмахов и скорости полета. Также благодаря предложенной модели исследователи обнаружили, что максимальная подъемная сила достигается при определенных углах атаки (от 50° до 80°) и что увеличение частоты взмахов и скорости полета значительно усиливает подъемную силу.
«Наш анализ показал наличие оптимального угла атаки, который позволяет создать наибольшую подъемную силу при машущем полете. Этот вывод представляет собой важный параметр, который дает возможность при реализации интеллектуальных маневров в полете достичь максимальных эксплуатационных характеристик летательного аппарата», — объяснил один из разработчиков, заведующий лабораторией нейробиоморфных технологий МФТИ и заведующий кафедрой нейротехнологий ННГУ Виктор Казанцев.
Он отметил, что теоретические результаты были подтверждены с помощью экспериментальных полетов, для которых использовали одну из популярных лабораторных образцов орнитоптера. Его выбрали по принципу доступности, чтобы альтернативные группы ученых могли при необходимости перепроверить результаты исследований.
Размах крыльев этого дрона составляет 280 миллиметров, длина корпуса — 180, длина хвоста — 210, а угол атаки крыла при взмахе составляет порядка 10 градусов. Эксперименты продемонстрировали хорошее соответствие между вычислительной моделью и натурными измерениями.
Как отметили ученые, представленные алгоритмы требуют относительно несложных вычислений, что делает их удобными для использования на ранних этапах проектирования птицеподобных роботов. Это поможет улучшить конструкцию крыльев и повысить энергоэффективность орнитоптеров.
Исследование открывает новые пути для развития интеллектуальных систем в летающей биоморфной робототехнике. В том числе для внедрения алгоритмов нейросетей и машинного обучения.
Telegram 
Дзен 
VK Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
Крупные травоядные утконосые майазавры известны своим развитым социальным поведением. Они жили семьями и строили гнезда для своих детенышей. Даже название вида переводится с греческого языка как «ящер — хорошая мать». Исследование окаменелых зубов майазавров показало, что они выращивали детенышей совсем не так, как это считалось типичным для животных глубокой древности.
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
Десятого мая 1940 года вермахт пришел в движение. Через 42 суток англо-французские армии были разгромлены, а Франция капитулировала. Как это произошло, ведь союзники имели больше солдат, танков и пушек, чем немцы? В СССР причиной посчитали нежелание французов воевать, немцы же, говорили советские военные, не внесли в стратегию ничего нового. Реальность была строго обратной: разгром Франции был новым словом в войне, и такой же сценарий Гитлер применил против СССР через год. Что именно произошло и отчего советское руководство не смогло осознать случившееся?
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно