Kaip Veiks Šnipų Musės

{h1}

Surinkus žvalgybą mūšio metu mažos kareivių komandos paprastai kenkia. Mažos robotiškos skrajutės, vadinamos mikro oro transporto priemonėmis (mav), galėtų pašalinti šį pavojų. Sužinokite viską apie musių šnipus.

Mūsų šalis kariauja nepažįstamoje teritorijoje ir netrukus prasidės mūšis. Priešų antžeminės kariuomenės pajėgos pradeda atakuoti mūsų armiją, esančią vos už 3,2 km. Tačiau priešas nežino, kad kiekvieną jo judesį stebi robotai, vabzdžiai su mažytėmis kameromis, skraidantys virš galvos. Šios mažos robotinės skrajutės, vadinamos mikro oro transporto priemonės (MAV), galės šnibždėti virš priešo teritorijos, kurios beveik nepastebėjo žemiau esančios priešo kariuomenės pajėgos. Nedaugelis net du kartus pažvelgtų į šiuos bulvarinių dydžių skraidančius robotus.

JAV gynybos departamentas išleidžia milijonus dolerių šioms MAV kurti. Jie yra puikus būdas apsaugoti karius nuo žalingo kelio per žvalgybos misijas. Šiandien žvalgymo rinkimas mūšio metu paprastai reiškia, kad žalojamos mažos kareivių komandos arba dideli orlaiviai. Tuo pačiu metu palydovo vaizdus iš karto negali pasiekti antžeminis kareivis.

Išankstinių gynybos tyrimų projektų agentūra (DARPA) finansuoja keletą tyrimų grupių, siekiančių sukurti ne didesnius kaip 15 colių ilgio, pločio ir aukščio MAV. Šie mažyčiai orlaiviai bus mažesnio laipsnio nei bet kuris kitas bepilotis orlaivis (UAV), sukurta iki šiol. Viena šių MAV klasių yra sukurta tam, kad būtų imituojami tam tikrų vabzdžių, įskaitant musių, bičių ir laumžirgių, skraidantys judesiai. Šiame straipsnyje mes sutelksime dėmesį į šias klaidas primenančias MAV. Sužinosite, kaip skraido musės, kaip galima statyti mašinas, kad būtų galima imituoti jų judesius, ir kur bus dislokuoti šie mažyčiai lėktuvai.

Mokymasis skristi

Berkeley tyrinėtojo delne sėdinčio mikromechaninio skraidančio vabzdžio modelis

Berkeley tyrinėtojo delne sėdinčio mikromechaninio skraidančio vabzdžio modelis

Musės turi daug išmokyti mus apie aviaciją, ko negalima išmokti mokantis fiksuotų sparnų orlaivių. Ilgus metus apie vabzdžių skraidymo mechaniką buvo mažai žinoma, vis dėlto jie yra seniausia pasaulyje aviatorių grupė, kartais vadinama gamtos naikintuvai. Galbūt girdėjote apie tai, kaip kamanės negali skristi pagal įprastą aerodinamiką. Taip yra todėl, kad vabzdžių skrydžio principai labai skiriasi nuo tų, kurie taikomi skrydžiui su fiksuotojo sparno lėktuvais.

"Inžinieriai sako, kad jie gali įrodyti, kad kamanė negali skristi", - sakė jis Michaelas Dickinsonas, biologas Kalifornijos universitete, Berkeley. "Ir jei pritaikysite fiksuoto sparno orlaivių teoriją vabzdžiams, apskaičiuosite, kad jie negali skristi. Turite naudoti ką nors kita".

Dickinsonas yra dalis mikromechaninių skraidančių vabzdžių (PFI) projekto, kuriame kuriami maži skraidantys robotai, naudojantys vabzdžių skraidymo principus. Projektas bendradarbiauja su DARPA. PFI projektas siūlo robotizuotą vabzdį, kurio plotis yra nuo 10 iki 25 milimetrų (0,39–0,98 colio) ir kuris yra daug mažesnis už DARPA nustatytą 6 colių (15 cm) dydžio apribojimą, o skraidymui naudos sparnus. Projekto tikslas - atkurti pūslelinės skrydį.

Jei perskaitėte straipsnį „Kaip veikia lėktuvai“, žinote, kad lėktuvai sukelia pakilimą, nes oras greičiau sklinda virš sparno viršaus nei išilgai sparno apačios. Tai vadinama nusistovėjusios būklės aerodinamika. Tas pats principas negali būti taikomas musėms ar bitėms, nes jų sparnai nuolat juda.

"Skirtingai nuo fiksuoto sparno orlaivių, kurių stabili, beveik nematoma (be klampos) srauto dinamika, vabzdžiai skraido sūkurių jūroje, apsupti mažyčių. sūkuriai ir viesulai, kurie yra sukurti, kai juda sparnai “, - teigė Z. Jane Wang, fizikas Kornelio universiteto inžinerijos koledže. Edis yra sūkurinis oro sūkurys, kurį sukuria sparnas, o sūkuryje esantis oras teka priešinga pagrindinės oro srovės kryptimi.

Vabzdžių sparnų sukurti sūkuriai saugo vabzdžius. Dickinsono grupė apibūdina šiuos tris principus, kad paaiškintų, kaip vabzdžiai pakyla ir lieka ore:

  • Uždelstas kioskas - Vabzdys plaka sparną į priekį dideliu užpuolimo kampu, ore pjaudamas statesniu kampu nei įprastas lėktuvo sparnas. Esant tokiems stačiams kampams, fiksuoto sparno orlaivis sustotų, prarastų keltuvą ir padidėtų sparno tempimo suma. Vabzdžių sparnas sukuria priekinis sūkurys kuris yra ant sparno paviršiaus, kad būtų sukurtas keltuvas.
  • Rotacinė cirkuliacija - Pasibaigus smūgiui, vabzdžio sparnas sukasi atgal, sukurdamas užpakalinį kaištį, kuris vabzdį pakelia aukštyn, panašiai, kaip nugaros smeigtukas gali pakelti teniso kamuoliuką.
  • Wake fiksavimas - Sparnui judant oru, jis palieka sūkurinius baseinus ar oro sūkurius. Kai vabzdys suka sparną norėdamas grįžti, jis atsibunda pats, sukaupdamas pakankamai energijos, kad galėtų atsiriboti. Dickinsonas sako, kad vabzdžiai gali pakilti iš žadinimo net po sparno sustojimo.

"Būtų labai nesąžininga, jei mes taip pat galėtume išnaudoti šiuos mechanizmus, pastatydami vabzdžių vabzdį. Bet dabar negalėsite jų kurti remdamiesi žinomais principais - turite iš esmės permąstyti problemą", - teigė D. Dickinsonas. Kitame skyriuje sužinosite, kaip tyrėjai laikosi šių principų ir juos taiko kurdami robotus skraidančius vabzdžius.

Robobugs pasiruošti skrydžiui

Yra bent du DARPA finansuojami MAV projektai, kuriuos įkvėpė vabzdžių skrydžio principai. Kol Michaelas Dickinsonas kuria mikromechaninius skraidančius vabzdžius prie Berklio, Robertas Michelsonas, Gruzijos technologijos instituto mokslo inžinierius, dirba Entomopteris. Pažvelkime atidžiau į abu projektus.

Entomopteris

2000 m. Liepos mėn. JAV patentų tarnyba suteikė „Georgia Tech Research Corporation“ patentą už Michelsono išradimą Entomopter, dar vadinamą multimodalinis elektromechaninis vabzdys. „Entomopter“ yra skirtas galimoms patalpų operacijoms, remiantis JAV patento numeriu 6 082 671. Jis imituos kovą su vabzdžiu, plakdamas sparnus, kad sukeltų pakėlimą. Be to, mokslininkai tiria būdus, kaip „Entomopter“ galėtų naršyti prieškambariuose ir vėdinimo sistemose bei slinkti po durimis.

Pažvelkime į pagrindines „Entomopter“ dalis:

  • Fiuzeliažas - Kaip ir didesniuose orlaiviuose, tai yra mašinos korpusas, kuriame yra energijos šaltinis ir pirminio kuro bakas. Visi kiti Entomopter komponentai yra pritvirtinti prie korpuso.
  • Sparnai - Yra du sparnai, priekiniai ir užpakaliniai, kurie yra X formos konfigūracijos, šerdiškai sujungti su korpusu. Šie sparnai yra pagaminti iš plonos plėvelės. Standžios, bet lanksčios venos yra pritvirtintos prie sparnelių ant fiuzeliažo sandūros, kad sparnams būtų suteikta kreivė, kurios jiems reikia, kad būtų pakiltas tiek aukštyn, tiek žemyn.
  • Atkuriamasis cheminis raumuo (RCM) - kompaktiškas, nedegusis variklis yra pritvirtintas prie sparnų, kad sukurtų pliūpsnį.
  • Jutikliai - Yra jutikliai, nukreipti į priekį, žemyn ir į šoną.
  • Kamera - Prototipui trūksta mini fotoaparato, tačiau galutiniame variante gali būti fotoaparatas arba uoslės jutiklis. Šis jutiklis atpažins kvapus, o entomopteris stebės kvapus iki jų kilmės vietos.
  • Paviršinis vairavimo mechanizmas - Tai padeda navigacijai, kai Entomopter yra naudojamas misijose.
  • Kojos / kojos - Taip pat vadinama paviršiniai lokomotyvai, šios dalys užtikrina inercinę apsaugą nuo riedėjimo ir pagalbines degalų atsargas.

Entomopterį maitina cheminė reakcija. Į kūną įpurškiamas monopropelentas, sukeliantis cheminę reakciją, išskiriančią dujas. Susidaręs dujų slėgis stumia stūmoklį kūne. Šis stūmoklis yra prijungtas prie pasukamai sujungtų sparnų, todėl jie greitai slenka. Dalis dujų išeikvojama per sparno ventiliacijos angas ir jas galima naudoti keičiant abiejų sparnų keltuvą, kad transporto priemonė galėtų pasisukti. Šiuo metu „Entomopter“ turi 10 colių (25 cm) sparnų plotį. „Kitas žingsnis yra sumažinti RCM įrenginį iki klaidos dydžio“, - sakė Michelsonas.

Namo skraidymo priemonės transporto priemonėje kiekviena dalis turi atlikti keletą užduočių. Pavyzdžiui, radijo antena, pritvirtinta prie transporto priemonės galo, taip pat gali veikti kaip navigacijos stabilizatorius. Kojos galėjo laikyti degalus transporto priemonės svoriui ir pusiausvyrai sureguliuoti skrydžio metu.

Mikromechaninis skraidantis vabzdys

Berkeley menininko sukurta baigto mikromechaninio skraidančio vabzdžio koncepcija

Berkeley menininko sukurta baigto mikromechaninio skraidančio vabzdžio koncepcija

JAV vyriausybė taip pat investavo 2,5 milijono JAV dolerių į „Berkeley“ projektą, norėdama sukurti robotizuotą vabzdį, kurio dydis yra paprastas naminis paukštis. Pirmasis didelis žingsnis link to pasiekimo mikromechaninis skraidantis vabzdys (PFI) ore vystėsi Robotiškai, kuris tyrėjams suteikė svarbią informaciją apie vabzdžių bėgimo mechanizmus.

Siekdami sukurti PFI, tyrėjai atliko eksperimentus, kad sužinotų, kaip musės skraido. Viename iš eksperimentų buvo pastatyta po 10 colių (25 cm) robotinių sparnų, vadinamų Robotiškai, kuris buvo pagamintas iš plexiglass ir modeliuotas po vaisių musės sparnais. Sparnai buvo panardinti į mineralinio aliejaus rezervuarą, kuris verčia juos reaguoti kaip mažesnius, 1 milimetro ilgio, sparnuočius, sparnuotus sparnus, sklindančius ore. Šeši varikliai - po tris kiekviename sparne - sukamu judesiu judino sparnus pirmyn ir atgal, aukštyn ir žemyn. Sparnų jėgai išmatuoti buvo pritvirtinti davikliai.

Galiausiai „Robofly“ bus sumažinta iki mikromobotinės nerūdijančio plieno musės, kurios plotis yra nuo 10 iki 25 milimetrų (0,4–1 colis) ir sveria maždaug 43 miligramus (0,002 uncijos). Sparnai bus gaminami iš plonos „Mylar“ plėvelės. Saulės energija veiks a pjezoelektrinis pavara, kuri spaus sparnus, kad aplenktų. Roboto krūtinė pakeis pjezoelektrinės pavaros deformacijas į didelę sparno eigą ir sukimąsi, reikalingą skrydžiui pasiekti.

Nors robotas dar neskraidė, buvo pranešta, kad maždaug 90% kėlimui reikalingos jėgos buvo pasiekta eksperimentiniu būdu su visiškai veikiančia dviejų sparnų konstrukcija. Kitas žingsnis bus skrydžio valdymo ir ryšių bloko pridėjimas nuotoliniam valdymui. Tyrėjai sako, kad jie dirba kontroliuojamo užvedimo įgalinimu optiniu jutikliu ir borto giroskopu.

Skrisk ant sienos

Menininko koncepcija apie Entomopters, tyrinėjančios Marsą

Menininko koncepcija apie Entomopters, tyrinėjančios Marsą

Atsižvelgiant į pinigų sumą, kurią JAV kariškiai pumpuoja į MAV (mikro oro transporto priemonių) projektus, tikėtina, kad pirmasis šių robotinių klaidų panaudojimas bus kaip šnipų musės. DARPA įsivaizduoja šnipą, kuris galėtų būti naudojamas žvalgybos misijoms ir valdomas kareivių ant žemės. Ši maža skraidanti transporto priemonė ne tik perduos kariuomenės judėjimo vaizdus, ​​bet taip pat galėtų būti naudojama biologiniams, cheminiams ar branduoliniams ginklams aptikti. Be to, robotas vabzdys galėtų nusileisti ant priešo transporto priemonės ir ant jos uždėti elektroninę etiketę, kad į ją būtų lengviau nukreipti.

1997 m. DARPA ataskaitoje apie MAV plėtrą autoriai rašė, kad mikrotechnologijų, įskaitant mikroelektromechaninės sistemos (MEMS), netrukus šnipų skraidymas taptų įgyvendinama idėja. Jis atkreipė dėmesį į tai, kad mikrosistemos, tokios kaip CCD matricos fotoaparatai, mažyčiai infraraudonųjų spindulių jutikliai ir mikroschemų dydžio pavojingų medžiagų detektoriai, yra pakankamai maži, kad galėtų integruotis į šnipų musės architektūrą.

Kariuomenė norėtų MAV, kurios nuotolis yra maždaug 10 km (6,2 mylios), skrieja dieną ar naktį ir gali skristi ore maždaug valandą. DARPA pareigūnai sako, kad idealus MAV greitis yra nuo 22 iki 45 mylių per valandą (35,4–72,4 km / h). Jis būtų valdomas iš antžeminės stoties, kurioje būtų naudojamos kryptinės antenos ir palaikomas nuolatinis kontaktas su MAV.

Robotos musės taip pat galėtų puikiai tikti kaip naujos kartos tarpplanetiniai tyrinėtojai. Džordžijos technikos tyrimų institutas (GTRI) gavo finansavimą iš NASA pažangių koncepcijų instituto (NIAC), norėdamas išnagrinėti idėją, naudodamas Entomopter kaip skraidančio Marso tyrinėtoją. 2001 m. Kovo mėn. NASA finansavo antrąjį tyrimo etapą, numatydama būsimas Marso mikromizes.

Entomopteriai turi keletą pranašumų, palyginti su didesniais inspektoriais. Jie galėtų nusileisti, pakilti, pakilti ir atlikti sunkesnius manevrus skrydžio metu. Jų sugebėjimas nuskaityti ir skristi taip pat suteikia pranašumo tyrinėjant kitas planetas. Greičiausiai NASA nusiųs dešimtis šių stebėjimo transporto priemonių tyrinėti kitas planetas. „Entomopter“ kūrėjas Robas Michelsonas teigė, kad „Entomopter“ versija Marsui turėtų būti tokio dydžio, kad jos sparnai būtų maždaug 1 metras, kad būtų galima skristi plonoje Marso atmosferoje.

Tyrėjai teigia, kad šie mažyčiai skraidantys robotai taip pat būtų vertingi įvykus stichinėms nelaimėms, tokioms kaip žemės drebėjimai, tornadai ar nuošliaužos. Dėl mažo dydžio ir galimybės skraidyti bei skraidyti jie yra naudingi ieškant griuvėsiuose palaidotų žmonių. Jie galėtų skristi tarp plyšių, kurių žmonės ir didesnės mašinos negali naršyti. Kiti naudojimo būdai yra eismo stebėjimas, sienų stebėjimas, laukinės gamtos tyrimai, elektros linijų tikrinimas ir nekilnojamojo turto aerofotografavimas.

Šnipinės musės yra dar vienas pavyzdys, kaip technologijos padeda žmonėms atlikti pavojingas užduotis ir leidžia žmonėms nepakenkti. Karinė žvalgyba, žemės drebėjimo aukų paieška ir kelionės į kitus pasaulius yra visi pavojingi dalykai - skraidantys mikrotraumpai leis mums atlikti šias užduotis faktiškai nedalyvaujant.

Susijusios „WordsSideKick.com“ nuorodos

  • Kaip veikia JAV šnipų lėktuvas
  • Kaip veikia lėktuvai
  • Kaip veiks egzoskeletai
  • Kaip veiks karinės skausmo sijos
  • Kaip dirbiniai veiks


Vaizdo Papildas: Putinas – žemaitis !.




Tyrimas


Drugelių Svarstyklės Ir Barzdos Plaukai: Antikvariniai Skaidres Atskleidžia Mokslo Maniją
Drugelių Svarstyklės Ir Barzdos Plaukai: Antikvariniai Skaidres Atskleidžia Mokslo Maniją

Muitinės Raštas Apie Seniai Pamestą Lagaminą, Kuris Atkeliavo Į Daiktus Iš Dykumos Su Ankstyvu „Jėzaus“ Paveikslu
Muitinės Raštas Apie Seniai Pamestą Lagaminą, Kuris Atkeliavo Į Daiktus Iš Dykumos Su Ankstyvu „Jėzaus“ Paveikslu

Mokslas Naujienos


Stebėkite Japonijos Greitųjų Oro Uostų Bagažo Sistemą
Stebėkite Japonijos Greitųjų Oro Uostų Bagažo Sistemą

„Shaman'S Herbal Hallucinogen“ Yra Lemtingas Masalas Naujo Amžiaus Turistams
„Shaman'S Herbal Hallucinogen“ Yra Lemtingas Masalas Naujo Amžiaus Turistams

Tokie Ilgi, Bjaurūs Kūno Rengybos Stebėtojai: Madingų Prietaisų Debiutas
Tokie Ilgi, Bjaurūs Kūno Rengybos Stebėtojai: Madingų Prietaisų Debiutas

„Projekto Atkūrimas“ Ieško Seniai Prarastų Antrojo Pasaulinio Karo Didvyrių
„Projekto Atkūrimas“ Ieško Seniai Prarastų Antrojo Pasaulinio Karo Didvyrių

Tyrimas: Suaugusiųjų Kosulio Skiepijimas Nepadeda Kamieninių Ligų Protrūkiams
Tyrimas: Suaugusiųjų Kosulio Skiepijimas Nepadeda Kamieninių Ligų Protrūkiams


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com