Столкновение с птицей на большой скорости: белорусские инженеры рассчитали оптимальные параметры фюзеляжа и каркаса беспилотника uST
По статистике, на каждые 20 километров пути поезда приходится одно столкновение с птицей. На скоростях до 150 километров в час пернатые могут пробивать лобовые стекла и оставлять вмятины на корпусе. А что будет с юнимобилем, если он встретит птицу, разогнавшись до 600 километров в час? Чтобы определить характеристики материалов, которые смогут выдержать экстремальные нагрузки, белорусские инженеры провели уникальное исследование.
Сфера или эллипсоид?
Высокоскоростной транспорт uST будет двигаться в специальном мембранном тоннеле с боковой защитной конструкцией. Эта «оболочка» предохраняет путевую структуру от попадания осадков и мусора, но не гарантирует стопроцентной защиты от проникновения птиц. Особенно в местах гнездования ласточек, которые для этого часто выбирают инженерные сооружения.
Для расчетов специалисты решили взять двух типичных представителей фауны ‒ ласточку (весом 20–25 граммов) и голубя (250–300 граммов). Однако перед исследователями встала задача: как правильно смоделировать птицу? Рассматривались три варианта: сфера, эллипсоид и полная модель пернатого.
Сфера оказалась самым простым решением, но давала недостаточно точные результаты из-за игнорирования анатомических особенностей птицы. Эллипсоид показал более репрезентативные данные, отразив характерные черты строения крылатых созданий. Полная модель птицы позволила получить максимально реалистичные результаты благодаря вниманию к структуре скелета и тканей этого представителя фауны. Однако такой метод оказался слишком трудоемким. В итоге инженеры остановились на эллипсоиде: расхождения с реалистичной моделью составили не более 5%.
Что станет с транспортом при столкновении?
Внимание исследователей было сосредоточено на фюзеляже ‒ внешней оболочке юнимобиля. Каркас в математическом моделировании не учитывался так как его конструкция должна быть результирующей расчета, но уже сейчас ясно, что его жесткость существенно снизит уровень повреждений.
Специалисты изучили несколько материалов для фюзеляжа: алюминий и конструкционный пластик. Варианты из стали сразу исключили из-за веса, который негативно влияет на энергоэффективность.
Расчеты показали, что алюминиевый фюзеляж толщиной два миллиметра при столкновении с голубем на скорости 600 километров в час деформируется на 10 миллиметров. Для транспорта, движущегося на высокой скорости, это критично, ведь даже незначительное изменение формы ухудшает аэродинамическое сопротивление, стабильность и управляемость. Деформированная оболочка транспорта снизит топливную эффективность и общую производительность.
Тестирование рельсового беспилотника с пластиковой оболочкой толщиной менее 20 миллиметров показало, что при контакте с голубем фюзеляж полностью разрушится.
Исследование стало важным шагом в формировании требований к жесткости и конструкции каркаса, применяемым материалам фюзеляжа и безопасности юнимобилей. Работа помогла оценить риски столкновения с птицами и принять меры по их нивелированию, позволила верифицировать методику расчетов и сопоставить их с мировыми практиками.
Безопасны даже высокие скорости
Согласно расчетам, юнимобиль способен обеспечить безопасность пассажиров при использовании алюминия в качестве материала для фюзеляжа. Специалисты продолжают совершенствовать проект, придерживаясь высоких стандартов и требований обеспечения безопасности, что гарантирует надежность всех элементов и систем транспортно-инфраструктурного комплекса.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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