Research

Іоноліт розміром з монетку літає без крил, пропелерів і рухомих частин

Літаючі роботи розміром з комах зазвичайпризначені для імітації біологічних комах, тому що біологічні комахи вважаються майстрами ефективного дрібного польоту. Ці літаючі мікроаппарати з махають крилом (FMAV) наближаються за розмірами до реальних комах, а демонстрація роботи деяких роботів розмірів з бджіл насправді дивує: вони можуть злітати, парити і навіть занурюватися в воду. Втім, створити крихітного робота з махають крилами, які може рухатися у всіх ступенях свободи, необхідних для управління, досить складно, вимагає складних механічних передач та складного програмного забезпечення.

Неважко здогадатися, чому біоміметичніпідхід є кращим: у комах було кілька сотень мільйонів років, щоб опрацювати всі рухи, і інші способи, за допомогою яких ми з'ясували, як змусити роботів літати самостійно (а саме: системи на основі пропелерів), масштабируются до малих розмірів не дуже добре. Але є інший спосіб літати, і на відміну від крил або аеродинамічних поверхонь, до такого тваринам не вдалося додуматися: електрогідродинамічного тяга, яка не вимагає наявності рухомих частин, тільки електрики.

маленький іоноліт

Електрогідродинамічного (EHD) двигуни, якііноді називаються іонними двигунами, використовують високосільное електричне поле для створення плазми іонізованого повітря. Іони (в основному, позитивно заряджені молекули азоту) притягуються до негативно зарядженої решітці і по шляху потрапляють в нейтральні молекули повітря, надаючи їм імпульс, з якого народжується іонна тяга.

Ідея, по суті, не особливо нова: загальне явище відоме вже кілька сотень років, і якісь час люди думали, що його можна використовувати в пілотованих літаках. Втім, щоб підняти людину, потрібно неймовірно велика структура випромінювачів і колекторних грат.

У 2003 році на величезному іонному літаку політала миша Орвілл, але крім симпатичних картинок ми не отримали нічого. Технологія не стала практичною.

Перед вами іонокрафт, який в даний часрозробляється в Каліфорнійському університеті в Берклі. Він крихітний - всього 2 на 2 сантиметри, важить 30 мг і ще 37 мг - гідростабілізатори (хоча енергія подає по дроту). У невеликих масштабах відсутність рухомих частин стає серйозною перевагою, тому що не потрібно турбуватися про те, як масштабувати механічні елементи, такі як трансмісії, нижче точки, коли вони перестануть працювати. З урахуванням вантажу гідростабілізатори іонокрафт міг злітати і парити при вхідному сигналі 2000 вольт з напругою трохи нижче 0,35 мА.

</ P>

Магія, чи не так? Ніяких рухомих частин, повна тиша і літаючий апарат. Більш масштабні двигуни на EHD можуть бути непрактичними, але зменшення масштабу по суті робить їх краще, так як електростатичні сили не залежать від масштабу. Це означає, що малі двигуни мають краще співвідношення тяги до ваги, а також більш низькі вимоги до напруги. І в невеликих масштабах перевага іонокрафта перед FMAV аналогічних розмірів в тому, що можна розробити контролер з квадроторів в якості відправної точки, оскільки іонокрафт використовує чотири підрулюючих решітки в аналогічній конфігурації Оскільки у нього немає обертових пропелерів, він не може скористатися перевагами зміни кутового моменту для повороту , проте використовує цікаву схему нишпорення, поки у нього є простір для маневру.

Як і з іншими літаючими мікроаппаратамі,великим питанням буде можливість автономної роботи з корисним навантаженням. На даний момент іонокрафт переносить корисне навантаження більше своєї ваги, але йому потрібно всього сім проводів для харчування, даних і заземлення. Вчені з Берклі вважають автономію досяжною.

Доброю новиною є те, що є багато можливостей для поліпшень. Як думаєте, за іонним транспортом майбутнє? Розкажіть в нашому чаті в Телеграма.