• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Vad får du när du korsar ett flygplan med en ubåt?

    Bryant, Weisler och Stewart (från vänster till höger), med en prototyp av EagleRay. Kredit:North Carolina State University

    Forskare från North Carolina State University har utvecklat den första obemannade, flygplan med fast vingar som kan färdas både genom luften och under vattnet – som upprepade gånger växlar mellan himmel och hav. EagleRay XAV, som utvecklades med finansiering och hjälp från Teledyne Scientific, lovar för användning i applikationer som spårning och observation av vilda djur.

    "Att upprätthålla flygövervakning kan använda mycket energi, säger Warren Weisler, en Ph.D. student vid NC State som arbetade med EagleRay-projektet. "EagleRay kan spara energi genom att tillbringa en del av sin tid i vattnet.

    "Till exempel, EagleRay kunde spåra en snabbrörlig flik med delfiner från luften, ägna sedan tid åt att slentra i vattnet om delfinerna stannar för att dra fördel av en bra matplats. EagleRay kan sedan återuppta flygningen när delfinerna börjar röra sig igen."

    "EagleRay kunde också snabbt flytta undervattenssensorer från plats till plats, " säger William Stewart, en annan NC State Ph.D. elev som arbetat med projektet. "Den kan till och med utföra undervattensövervakning som de flesta obemannade flygfarkoster inte kan.

    "Till exempel, ekolodet fungerar bara under vattnet. Om du letar efter ett ekolodsmål, EagleRay kan flyga till en plats, sänka ner för att ta ekolodsavläsningar, och återuppta flygningen för att göra avläsningar någon annanstans. Historiskt sett, ett flygplan skulle behöva släppa ekolodsbojar för att samla in ekolodsdata."

    Projektet startade när ett team av fyra NC State fakulteter, ledd av Matthew Bryant, en biträdande professor vid NC State's Department of Mechanical and Aerospace Engineering, vann ett forskningskontrakt från Teledyne 2014. Professorer Kara Peters, Ashok Gopalarathnam, och Larry Silverberg fungerade som utredare i projektet. Till våren 2016, Bryants team hade utvecklat en fullt fungerande prototyp – och de publicerade en artikel om arbetet 2017.

    Time-lapse-bild av EagleRay som övergår från undervatten till luft. Kredit:Matthew Bryant

    "En nyckelpunkt med EagleRay-designen är att den är skalbar – du kan göra större eller mindre modeller efter behov, " säger Stewart. "Det beror verkligen på storleken på den önskade nyttolasten, hur länge du skulle behöva den för att fungera, och så vidare."

    Den nuvarande modellen av EagleRay har ett vingspann på 59 tum och är 55 tum lång, väger 12,6 pund. Den har en propeller för dubbla användningsområden, drivs av en elmotor, som driver den genom både luft och vatten.

    "Vi håller för närvarande på att utveckla en anpassad kontroller för EagleRay, ", säger Weisler. "Befintliga kontroller är inte designade för ett fordon som övergår från luft till sjö och tillbaka igen – de är designade för att vara det ena eller det andra, utan övergångsstadium."

    Forskarna förfinar också en dynamisk modell av EagleRay, för användning i simuleringar som kan användas för träningsändamål, att förutsäga prestanda under olika förhållanden och att förfina fordonsdesignen.

    Kredit:North Carolina State University

    "Det här projektet har varit extremt utmanande och givande, " säger Weisler.

    "Att se den flyga under fältförsök var spännande, säger Stewart.

    Pappret, "Testning och karakterisering av ett obemannat fordon med fasta vinge över domäner som arbetar i luft- och undervattensmiljöer, " publiceras i IEEE Journal of Oceanic Engineering .


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com