आपने एक ऑर्निथोप्टर मक्खी बनाने का प्रबंधन कैसे किया?

ऑर्निथोप्टर के विषय को विकसित करने में , मैं आपको बताना चाहता हूं कि आप परिणाम की अनिश्चितता के उच्च स्तर के साथ इस तरह की इंजीनियरिंग समस्याओं को कैसे हल कर सकते हैं।

और इसलिए, हमारा मखौल ग्रह पर मौजूद सबसे बड़ा ऐसा उपकरण है। निकटतम पूर्ण विकसित वाहन का वजन 3 गुना कम होता है। दो युवा इंजीनियरों ने एक ऐसा उपकरण बनाने का प्रबंधन कैसे किया जो कई असंभव मानते हैं? इसके लिए एक निश्चित एल्गोरिदम है, जो शास्त्रीय इंजीनियरिंग, TRIZ और व्यक्तिगत अनुभव का संकलन है।

1. समस्या का विवरण।

इस कार्य में शामिल अधिकांश इंजीनियरों ने पक्षियों या कीड़ों की उड़ान को दोहराने की कोशिश की, या कुछ पूरी तरह से अविश्वसनीय डिजाइन का आविष्कार किया, जो वायुगतिकी के सिद्धांतों से बहुत दूर थे। पहला दृष्टिकोण स्पष्ट रूप से विफलता के लिए बर्बाद है, क्योंकि पक्षी या कीट की तरह एक अनुकूली विंग बनाना एक अत्यंत कठिन इंजीनियरिंग कार्य है जिसे प्रौद्योगिकी के विकास के इस चरण में हल नहीं किया जा सकता है। दूसरा दृष्टिकोण आदिम है, क्योंकि वायुगतिकीय बलों के निर्माण के अधिकांश प्रस्तावित तरीकों का पर्यावरण के नियमों से कोई लेना-देना नहीं है।

इस संबंध में, हमने कार्य को सरल बनाया और इसे निम्न रूप में घटाया: मौजूदा वायुगतिकीय सिद्धांत के आधार पर उड़ान के लिए आवश्यक वायुगतिकीय बलों को कैसे बनाया जाए। यह शास्त्रीय सिद्धांत से शुरू हो रहा है, इसका गहराई से अध्ययन करने पर व्यक्ति कुछ नया कर सकता है। उप-वायुगतिकी के नियमों के आधार पर, हम महोगनी उड़ान समीकरण को प्राप्त करने में सक्षम थे, जो संभावित गति और द्रव्यमान के क्षेत्र का वर्णन करता है जिसमें इस तरह के उपकरण मौजूद हो सकते हैं। इससे हमें अगले चरण - मॉडलिंग में आगे बढ़ने की अनुमति मिली।


Cx, Su, Cxf ड्रैग गुणांक हैं, क्रमशः घर्षण प्रतिरोध का भार उठाते हैं, (Sx फ्रिंज के लिए, यह ऋणात्मक है, क्योंकि यह कर्षण है)
गुणांक। और - यह पंख के वायुगतिकीय पूर्णता का गुणांक है (इसमें बढ़ाव, मार्च और अंत का आकार शामिल है)
आवाज उड़ान की गति और कंसोल की 0.75 अवधि में मच गति का अनुपात है।
dalta_alfa और alfa_A विंग के अंतर और आयाम कोण हैं (हमले के गतिशील कोण)

2. सूचना और ऊर्जा मॉडल।

एक विशिष्ट उपकरण को डिजाइन करने के लिए उड़ान के एक सामान्य सिद्धांत से आगे बढ़ने के लिए, हमें एक विंग सेगमेंट के आंदोलन का एक गणितीय मॉडल बनाना था - एक हार्मोनिक पथ के साथ एक अनंत सीमा। यह जटिल लगता है, लेकिन यदि आप इसे सरल करते हैं, तो विचार यह है कि उड़ान के लिए आवश्यक बलों को बनाने के लिए विंग के पास क्या पैरामीटर होने चाहिए। और यहां हमने 2 मॉडल इस्तेमाल किए हैं:

- आदर्श विंग मॉडल (यह एक विंग मॉडल है, जहां प्रत्येक अनुभाग दिए गए मापदंडों से मेल खाता है)
- हार्ड या रियल विंग का मॉडल।

ये दो मॉडल मापदंडों के संभावित संयोजनों के क्षेत्र को निर्धारित करने का आधार बने, जिससे समस्या को हल करने में अनिश्चितता की डिग्री कम हो गई।

स्वयं मॉडल, यह कागज के एक टुकड़े पर लिखे गए सूत्रों का एक सेट नहीं है, यह एक गणितीय एल्गोरिथ्म है जिसमें व्यापक क्षमताएं हैं जो आपको प्राप्त प्रायोगिक डेटा के अनुसार मौजूदा मान्यताओं को सही करने के लिए उपयोग किए जाने वाले मापदंडों की सीमा का मूल्यांकन करने की अनुमति देता है।

वास्तव में, इस मॉडल में निम्नलिखित संरचना है:

- ऊर्जा मॉडल पर्यावरण के मापदंडों के साथ वांछित विशेषताओं की बातचीत का एक मॉडल है
- सूचना मॉडल - एक दूसरे के साथ मापदंडों के संबंध का एक मॉडल।

इस तरह के मॉडल न केवल वायुगतिकी के लिए बनाए गए थे, बल्कि गतिशीलता और डिजाइन के लिए भी बनाए गए थे।

वास्तव में, यह एक प्रकार की "टाइम मशीन" है, जो आपको परियोजना के सभी चरणों में एक साथ रहने की अनुमति देती है। इस प्रकार, पूरी समस्या इस तथ्य से उबलती है कि मॉडल में सुधार के माध्यम से आप एक वास्तविक प्रोटोटाइप मॉडल के व्यवहार पर भविष्यवाणियां करना शुरू करते हैं।

आपको जितना अधिक प्रायोगिक डेटा मिलेगा, वह उतना ही सटीक और बेहतर होगा। इस तरह के एक गतिशील मॉडल ने हमें उड़ान मॉडल लाने की अनुमति दी।



3. अनुभव और विश्लेषण।

महोगनी का सबसे बड़ा रहस्य इसका वायुगतिकी है। चूंकि प्रयोग के दौरान हमने शास्त्रीय सिद्धांत और परीक्षण के परिणामों के बीच महत्वपूर्ण विसंगतियों का खुलासा किया।

महोगनी के वायुगतिकी को समझना और वर्णन करना बेहद कठिन है। सीधे शब्दों में कहें - यह स्पष्ट नहीं है कि वह कैसे उड़ता है।

और यहाँ बात है:

यदि हम एक आदर्श विंग (एक पक्षी का पंख, एक मानक के रूप में) पर विचार करते हैं, तो प्रत्येक अनुभाग में इसकी अपनी इष्टतम विशेषताएं हैं, जो उन्हें बहुत कुशलता से ऊर्जा खर्च करने की अनुमति देता है।

लेकिन अगर हम अपने मॉडल के अनुसार, कठोर पंख लेते हैं, तो मज़ा शुरू होता है। अधिकांश विंग फ्लो स्टॉल के क्षेत्र में स्थित है, जो एक ऊर्जा बिंदु (उच्च प्रतिरोध और कम लिफ्ट) से बेहद लाभकारी है, लेकिन अगर हम उड़ान की वास्तविक विशेषताओं (जोर और लिफ्ट के प्रत्यक्ष माप) को देखते हैं, तो यह पता चलता है कि औसत समय लिफ्ट और कर्षण बहुत स्वीकार्य हैं (वायुगतिकीय गुणवत्ता 10-12)। ऐसा क्यों?

यह वह जगह है जहां एक पूरी तरह से अलग वायुगतिकी शुरू होती है। आप देखते हैं, सभी आधुनिक विमानन विज्ञान इस आधार पर खड़ा है कि वायुगतिकीय विमान समान रूप से त्वरित या समान प्रवाह में है और वायुगतिकीय गुणांक के मान बहुत स्थिर हैं। लेकिन अब अगर हम एक असमान रूप से त्वरित गति लेते हैं, तो हवा खुद को पूरी तरह से अलग तरीके से प्रकट करना शुरू कर देती है, संलग्न द्रव्यमान का प्रभाव प्रकट होता है। इसका क्या प्रभाव है? संलग्न द्रव्यमान पारंपरिक द्रव्यमान होते हैं जो किसी गतिशील वस्तु में चलते समय इसके गतिशील गुणों को समायोजित करने के लिए किसी गतिशील वस्तु को सौंपा जाता है। हालांकि, मुझे ऐसा लगता है कि इस घटना को अलग तरह से माना जा सकता है, हवा, पानी की तरह, त्वरित गति के दौरान चिपचिपाहट में सशर्त वृद्धि के गुणों का प्रदर्शन कर सकती है। यानी हवा एक गैर-न्यूटोनियन तरल पदार्थ की तरह व्यवहार करती है, केवल यह "ठोस" नहीं बनती है, बल्कि अधिक लोचदार बन जाती है।

यह घटना हमें वायुगतिकी की एक पूरी तरह से अलग दिशा दिखा सकती है, जिसका वर्तमान में खराब अध्ययन किया गया है (केवल हेलीकॉप्टर के ब्लेड के क्षेत्र में)। इसमें मौजूदा विमानों की वायुगतिकीय विशेषताओं को बढ़ाने और उड़ान के मौलिक रूप से नए तरीकों के निर्माण जैसे रहस्य शामिल हो सकते हैं।



यह एक कड़ाई से वैज्ञानिक दृष्टिकोण और एक उपयुक्त गणितीय उपकरण का निर्माण था, साथ ही साथ कई, डिज़ाइन दोषों को खत्म करने के कई घंटे जो हमें उड़ान का एहसास करने की अनुमति देते थे।
वास्तव में, यह एल्गोरिथ्म मौलिक रूप से नई चीजों के निर्माण से जुड़ी किसी भी इंजीनियरिंग समस्या पर लागू होता है।