世界上第一个具有运动部件的非对称无人机

瑞士苏黎世高级技术学院动态系统与控制研究所（ETH Zurich）的 工程师制造了一种飞机，飞机上有一个运动部件，被称为“世界上第一个” [实际上，之前进行了类似的实验，请参见评论-注释]。

一架现代直升机具有成千上万的活动部件。第一架飞机有两个运动部件：螺旋桨和尾巴指示器。在ETH，苏黎世制造了一架带有一个活动部件的受控飞机。名为Monospinner的直升飞机是所有机械上最简单的制导飞行结构。它只有一个螺旋桨，没有其他驱动器或空气动力学表面。

像普通的多旋翼飞机一样，Monospiner不知道如何悬挂。它的螺旋桨不是指向上方，而是指向侧面。然而，工程师们通过计算所有力的矢量设法在重力和螺钉的提升力之间取得了平衡。





因此，如果单旋桨保持恒定的角速度和螺旋桨推力，它仍然能够保持动态平衡并在空间中将其保持在大致相同的位置。



是的，没有反馈，这是不可能的。视频显示，在没有反馈的自主悬停中，平衡很快消失。



单旋翼还有一个缺点-当螺钉向上时，它不能从水平位置上升到空中，因此必须始终从手开始。

很难说除了简单的设计之外，该设备相对于传统的多旋翼飞机有什么优势。例如，这种模型可以在空气强烈干扰的条件下更好地保持动态平衡。无人机能够有效摆脱失控的旋转状态。

顺便说一下，在苏黎世瑞士高级技术学院动力系统与管理研究所，他们用非常规设计的飞机进行了非常有趣的实验。例如，另一项最新发展是具有六个自由度的八螺距多功能直升机。







“无人直升机是未来的可靠无人机，” 说Raffaello D'Andrea教授在苏黎世瑞士高等技术学校领导非常规无人机的开发。 -如果任何零件发生故障，引擎或电池组或无人驾驶飞机的两半完全关闭，则损坏的多功能直升机仍会在应有的位置飞行。如果单旋翼飞机是经济的典范，那么这个单元（带八颗螺丝的多功能直升机）就是冗余的一个例子。这些多余的东西给了我们什么？请注意，该设计非常对称，因此空间方向无关紧要。这开辟了无限的可能性！无论顶部在哪里，底部在哪里以及它如何旋转，无人驾驶飞机都可以在空中移动。的确，无人机有其自身的困难，主要与来自八个螺旋桨的气流的相互作用有关。”

最近，D'Andrea教授在温哥华的TED2016会议上做了一个非常有趣的演讲（mp4，有一份俄语成绩单）。他介绍了omnicopter，Monospinner和其他不寻常的飞机。



这位教授再次在讲话中回顾说，实用利益并不是开发新的飞行结构以及任何科学技术发展的主要目标：“现实是如此，很难预测新技术的影响。对于像我们这样的人，主要的奖励是工作过程和创造力的喜悦。这不断提醒着我们生活的奇妙而神奇的宇宙-它使聪明的发明生物能够如此壮观而生动地创造。这些技术具有巨大的商业和经济潜力，这简直是小菜一碟，”他说。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN393527/