ENTOMOPTER - Entomopter

Model Terrestrial ENTOMOPTER.

ENTOMOPTER jest samolot, który leci z wykorzystaniem Skrzydło-trzepotanie aerodynamikę owada. Słowo to pochodzi od entomo (czyli owada: jak w entomologii ) + pteron (czyli skrzydło). Entomopters są rodzajem ornitopter , który jest szerszy termin dla dowolnego urządzenia przeznaczonego do lotu przez trzepotanie skrzydeł.

Terrestrial ENTOMOPTER

Naziemnej ENTOMOPTER jest wielomodowych (flying / indeksowania) owad podobny robota opracowany przez Prof. Robert C. Michelsona i jego zespołu projektowego z Georgia Tech Research Institute (GTRI), University of Cambridge , ETS Labs i innych.

Ziemia związana ENTOMOPTER ma od 15 do 18 cm, rozpiętość skrzydeł. Bliźniak zestaw skrzydeł usytuowanych na dziobie i rufie z RCM zapewnić zrównoważony rezonansową trzepotanie nie tylko stworzyć windę i naporu, ale pełną kontrolę nad pojazdem. Skrzydło trzepotanie występuje 35 Hz stałej szybkości. Biologicznie inspirowany robota powietrza są zaklasyfikowane jako mikro pojazdu powietrznego (MAV), ze względu na jego wielkość. Ładunki misji wynosi około 10 g o masie startowej brutto (GTOW) 50 gramów. Zastosowanie zgodne z przeznaczeniem dla ukrytej wewnątrz rozpoznawczych lub pracy w przestrzeniach zamkniętych przez człowieka niedostępne.

Źródło prądu

ENTOMOPTER jest napędzany przez parę trzepotanie skrzydła napędzane za pomocą mięśni wahadłowa Chemical (RCM), który jest zdolny do tworzenia układu autonomicznego skrzydła bicie ze źródła energii chemicznej bez źródła zapłonu, spalania lub atmosferycznego tlenu . Dzięki bezpośredniej konwersji, RCM zapewnia również niewielkie ilości energii elektrycznej dla systemów pokładowych, a dodatkowo zapewnia wzmocnienie różnicowe podnośnik skrzydła poprzez kontrolę obiegu ( efekt Coanda ) w celu osiągnięcia pochylenie, przechylenie, odchylenia i dźwignąć do wywołania kierowane lot.

Ponadto, układ napędowy jest RCM beztlenowe , co pozwala jej działać bez utleniaczy , na przykład, w dwutlenku węgla, Mars atmosfery.

ENTOMOPTER wykonuje unikania przeszkód i altimetrycznych przez wykorzystanie częstotliwości modulowanej fali ciągłej (FMCW) transmisji akustyczny utworzony z wyprodukowanego gazu odlotowego z rozkładu paliwa w RCM. Ten gaz odlotowy stosuje się również do łożysk gazowych (na sucho) smarowanie wszystkich części ruchomych, jak i w obiegu regulowana „dmuchanie” skrzydeł do kontroli stabilności i nawigacji.

Mars ENTOMOPTER

Wizualizacja ENTOMOPTER lecący na Marsa (NASA)

Lot w atmosferze Marsa jest trudne. Aerial Rovers Marsjanie zastosowaniem konwencjonalnego skrzydło stałe musiałby latać na ponad 250 mph, by utrzymać się w powietrzu w rozrzedzonej atmosferze Marsa. To sprawia, że lądowanie na skalistej powierzchni prawie niemożliwe, tym samym wykluczając inspekcji próbka / zgromadzenie. Również lot szybkiego oznacza, że czas przebywania na danym obszarze będzie trudne negatywna cecha, która jest potęgowane przez fakt, że obraca się w cienkiej atmosferze będzie wymagało ogromnego promienie. ENTOMOPTER, z drugiej strony, można osiągnąć wyjątkowo wysoki wyciąg z szybko trzepotanie skrzydła (częściowo ze względu na „wiodącym” zjawisko wirowe krawędzi) i tym samym umożliwia kadłuba tak, żeby powoli w stosunku do podłoża.

Zespół ENTOMOPTER kierowany przez Antoniego Colozza z Ohio Aerospace Instytut otrzymał NASA Institute for Advanced Concepts (NIAC) funduszy na studia koncepcję ENTOMOPTER dla potencjalnego przyszłych misji marsjańskich robotów. Zwracają uwagę, że liczba Reynoldsa dla lotu na Marsa jest równoważna znaleźć na ponad 100.000 stóp (30 km) na Ziemi. Nic aktualnie leci z jakąś regularnością na tej wysokości. Jednak liczba reżim Reynolds dla maleńkiej ENTOMOPTER działającej w atmosferze ziemskiej jest równoważna większej rozpiętości skrzydeł wersji (jeden metr) działającej w rozrzedzonej atmosferze Marsa. Ponadto powierzchnia wagi Mars tylko 37% aktywności Ziemi, tak ENTOMOPTER oparte Mars wydruku, będą korzystały z proporcjonalnie zmniejszonym wagowych, nawet przy zwiększonej ilości w Mars. ENTOMOPTER oparte Mars Flyer posiada obietnicę nie tylko latające powoli marsjańskiego krajobrazu, ale również służyć jako pojazd wielomodowych, które mogłyby wylądować, pobierają próbki naładować albo komunikować, a następnie zdjąć, aby kontynuować misję ankietę. To nawet ma potencjał wraca do miejsca startu do tankowania, pobieranie danych lub przesyłania próbek.

Niedawno nowy projekt NIAC „Marsbee” został przyznany kontynuować naukę pojęcia lotu owady jak na Marsie.

Finansowanie i międzynarodowe uznanie

Projekt ENTOMOPTER otrzymała wstępne badania i rozwój wewnętrzny (Irad) finansowanie z Georgia Institute of Technology począwszy od roku 1996, a następnie na finansowanie z Defense Advanced Research Projects Agency DARPA , The Air Force Research Laboratory (AFRL) oraz Instytutu NASA zaawansowane koncepcje. Dla przedsięwzięć związanych z ENTOMOPTER, prof Michelson jest odbiorcą Pirelli Award 2001 dla dyfuzji kultury naukowej danej przez międzynarodowe jury za najlepszy projekt multimedialny „pochodzące z jakiejkolwiek instytucji edukacyjnych na całym świecie.” Był również odznaczony pierwszy Top Pirelli Prize (€ 25,000) za pracę uznany najlepszym z międzynarodowym zakresie ponad 1000 badanym.

Patenty

  1. Patent USA nr 6082671, 4 lipca 2000, „ENTOMOPTER i sposobu wykorzystywania tej samej”
  2. Patent USA nr 6446909, 10 września 2002, „Muscle wahadłowa chemiczne (RCM) oraz sposobu wykorzystywania tej samej”

Zobacz też

Referencje

Wybrane raporty i publikacje

  1. Michelson, RC, nowe podejście do Miniaturowe platform lotniczych, Proceedings of the Institute of Mechanical Engineers, vol. 218 Część G:. Journal of Aerospace Engineering, papierze specjalnym Emisji 2004, pp 363-373
  2. Michelson, RC, Naqvi, MA, Beyond Biologicznie inspirowane Insect lotu, von Karman Instytut Fluid Dynamics RTO / AVT Lecture Series nisko liczba Reynoldsa Aerodynamika w samolotach w tym aplikacji UAV Emerging Technology, Bruksela Belgia, 24-28 listopada 2003
  3. Colozza, A. Michelson, RC, et al. , Planetary Exploration Korzystanie Biomimetyka - W ENTOMOPTER do lotu na Marsa, Phase II Raport końcowy, NASA Institute for Advanced Concepts Projektu NAS5-98051, październik 2002
  4. Michelson, RC, Skalowanie Biologicznie Natchnionych Robots antena, 5th International Workshop o podobieństwo metod, Institut fur Statik und Dynamik der Luft und Raumfahrtkonstruktionen, Universität Stuttgart, 4-5 listopada 2002 r pp 71 -. 78
  5. Michelson, RC, Neurotechnology dla biomimetycznych Robots , ISBN  0-262-01193-X The MIT Press, wrzesień 2002, str 481 -. 509, (rozdział autor).

Linki zewnętrzne