stringtranslate.com

Энтомоптер

Модель наземного энтомоптера.

Энтомоптер — это летательный аппарат, летающий с использованием аэродинамики взмахов крыльев насекомого. Слово происходит от entomo (что означает насекомое: как в энтомологии ) + pteron (что означает крыло). Энтомоптеры — это тип орнитоптера , который является более широким термином для любого устройства, предназначенного для полета, взмахивая крыльями.

Земной энтомоптер

Наземный Entomopter — это многорежимный (летающий/ползающий) насекомоподобный робот , разработанный Робертом К. Майкельсоном и его командой дизайнеров из Технологического исследовательского института Джорджии (GTRI), Кембриджского университета , ETS Labs и других. [1]

Наземный энтомоптер имеет размах крыльев от 15 до 18 см. Двойной набор крыльев, расположенный в носовой и кормовой части RCM, обеспечивает сбалансированное резонансное взмахи, создавая не только подъемную силу и тягу, но и полный контроль над машиной. Взмахи крыльев происходят с постоянной частотой 35 Гц. Этот биологический воздушный робот из-за своего размера классифицируется как микровоздушный аппарат (MAV). Полезная нагрузка миссии составляет около 10 граммов, а полная взлетная масса (GTOW) — 50 граммов. Предполагаемое использование — для скрытной разведки внутри помещений или работы в замкнутых, недоступных для человека пространствах.

Марсианский энтомоптер

Визуализация полета энтомоптера на Марс (НАСА)

Полет в атмосфере Марса затруднен. Воздушным марсоходам, использующим обычное неподвижное крыло, придется летать со скоростью более 250 миль в час, чтобы оставаться в воздухе в разреженной марсианской атмосфере. Это делает посадку на каменистую поверхность практически невозможной, что исключает возможность проверки/сбора проб. Кроме того, высокая скорость полета означает, что время пребывания в какой-либо конкретной области будет затруднено — отрицательная особенность, которая усугубляется тем фактом, что повороты в разреженной атмосфере потребуют огромных радиусов. С другой стороны, энтомоптер может достигать аномально высокой подъемной силы с быстро взмахивающими крыльями (отчасти из-за явления «вихря на передней кромке») и, следовательно, позволяет фюзеляжу медленно двигаться относительно земли. [2] [3]

Команда энтомоптеров под руководством Энтони Колоццы из Аэрокосмического института Огайо [4] получила финансирование Института перспективных концепций НАСА (NIAC) на изучение концепции энтомоптера для потенциальных будущих роботизированных миссий на Марс. [2] Они отмечают, что число Рейнольдса для полета на Марсе эквивалентно числу Рейнольдса, обнаруженному на высоте более 100 000 футов (30 км) на Земле. В настоящее время на этой высоте ничто не летает с какой-либо регулярностью. Однако режим чисел Рейнольдса для крошечного энтомоптера, работающего в атмосфере Земли, эквивалентен более крупной версии (размах крыльев один метр), работающей в разреженной атмосфере Марса. Кроме того, поверхностная гравитация Марса составляет всего 37% от земной, поэтому марсианский флаер на базе энтомоптера выиграет от пропорционально уменьшенного веса, даже при его увеличенных размерах на Марсе. [3] [2] Марсианский флаер на базе энтомоптера обещает не только медленно летать над марсианским ландшафтом, но и служить многорежимным транспортным средством, которое может приземляться, брать образцы, перезаряжаться или общаться, а затем взлетать, чтобы продолжить путь. исследовательская миссия. [5] У него даже есть потенциал вернуться к точке запуска для дозаправки, загрузки данных или передачи образцов.

Совсем недавно новый проект NIAC «Марсби» был награжден продолжением исследования концепции полета насекомых на Марс. [6]

Финансирование и международное признание

Проект Entomopter получил первоначальное внутреннее финансирование исследований и разработок (IRAD) от Технологического института Джорджии, начиная с 1996 года, а затем последующее финансирование от Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства обороны ( DARPA) , Исследовательской лаборатории ВВС (AFRL) и Института НАСА. Продвинутые концепции. [2] За усилия, связанные с Entomopter, Майкельсон получил в 2001 году премию Pirelli за распространение научной культуры, присуждаемую международным жюри как «лучший мультимедийный проект, созданный любым учебным заведением в мире». Он также был удостоен первой премии Top Pirelli Prize (25 000 евро) за работу, признанную лучшей из более чем 1000 рассматриваемых работ на международном уровне.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Майкельсон, Р.С., Энтомоптер, Нейротехнология для биомиметических роботов, ISBN  0-262-01193-X , MIT Press, сентябрь 2002 г., стр. 481–509 (автор главы).
  2. ^ abcd Энтони Колоцца, Исследование планет с использованием биомиметики - энтомоптер для полета на Марс , Фаза I (аннотация), Институт перспективных концепций НАСА, 2000. См.: Исследование фазы I, исследование фазы II. Проверено 4 апреля 2018 г.
  3. ^ ab Майкельсон, Р.К., Накви, Массачусетс, Внеземной полет (Mars Surveyor на базе энтомоптера), Институт гидродинамики фон Кармана RTO/AVT Серия лекций по аэродинамике с низким числом Рейнольдса на самолетах, включая применение в новых технологиях БПЛА, Брюссель, Бельгия, 24– 28 ноября 2003 г.
  4. ↑ Space Daily, «Природная система полета может стать ключом к исследованию Марса», 3 декабря 2001 г. (по состоянию на 5 мая 2011 г.)
  5. ^ Колоцца А., Майкельсон Р.К. и др. , Исследование планет с использованием биомиметики – энтомоптер для полета на Марс, Итоговый отчет фазы II, Проект Института передовых концепций НАСА NAS5-98051, октябрь 2002 г., аннотация.
  6. ^ Чанг-квон Кан, Марсби - Рой летающих самолетов с машущими крыльями для расширенных исследований Марса, Инновационные передовые концепции НАСА, 30 марта 2018 г. Проверено 4 апреля 2018 г.

Избранные отчеты и публикации

  1. Майкельсон, Р.К., Новые подходы к миниатюрным летным платформам, Труды Института инженеров-механиков, Vol. 218 Часть G: Журнал аэрокосмической техники, специальный выпуск 2004 г., стр. 363–373.
  2. Майкельсон, Р.К., Накви, Массачусетс, Помимо полета насекомых, основанного на биологии, Институт гидродинамики фон Кармана. Серия лекций RTO/AVT по аэродинамике с низким числом Рейнольдса на самолетах, включая применение в новых технологиях БПЛА, Брюссель, Бельгия, 24–28 ноября 2003 г.
  3. Колоцца А., Майкельсон Р.К. и др. , Исследование планет с использованием биомиметики — энтомоптер для полета на Марс, итоговый отчет фазы II, проект Института передовых концепций НАСА NAS5-98051, октябрь 2002 г.
  4. Майкельсон, Р.К., Масштабирование биологических воздушных роботов, 5-й международный семинар по методам подобия, Институт статики и динамики люфта и Raumfahrtkonstruktionen, Университет Штутгарта, 4–5 ноября 2002 г., стр. 71–78.
  5. Майкельсон, Р.К., Нейротехнология для биомиметических роботов , ISBN 0-262-01193-X , The MIT Press, сентябрь 2002 г., стр. 481–509 (автор главы). 

Внешние ссылки