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 Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
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.
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.
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