చైనాలోని జియాన్లో ఉన్న నార్త్వెస్టర్న్ పాలిటెక్నికల్ యూనివర్శిటీ పరిశోధకులు రోబోఫాల్కన్ 2.0ని ప్రదర్శించారు, ఇది పక్షులు మరియు గబ్బిలాలలో గమనించిన విమాన నమూనాలను పునరుత్పత్తి చేయడం ద్వారా స్వయంప్రతిపత్తితో టేకాఫ్ చేయగల రోబోట్. ప్రోటోటైప్ ఒక నిరంతర చక్రంలో రెక్కల ఫ్లాపింగ్, స్వీపింగ్ మరియు మడతలను ఏకీకృతం చేసే యంత్రాంగాన్ని ఉపయోగిస్తుంది, తక్కువ వేగంతో ఖచ్చితమైన నియంత్రణను అనుమతిస్తుంది.
ఈ ఆవిష్కరణ బయోమిమెటిక్ ఏరియల్ రోబోటిక్స్లో చారిత్రాత్మక సవాళ్లను పరిష్కరిస్తుంది, ఇక్కడ మునుపటి డిజైన్లు టేకాఫ్ లేదా పరిమిత స్లో యుక్తులు కోసం బాహ్య సహాయంపై ఆధారపడి ఉన్నాయి. ప్రయోగశాల మరియు గాలి సొరంగంలో నిర్వహించిన పరీక్షలు వివిధ పరిస్థితులలో వ్యవస్థ యొక్క ప్రభావాన్ని నిర్ధారించాయి.
- స్థిరమైన పథంతో అనుసంధానించబడిన విమాన సామర్థ్యం.
- పిచ్ నియంత్రణ కోసం స్వతంత్ర వ్యాప్తి సర్దుబాటు.
- 7.5 Hz వరకు సర్దుబాటు చేయగల బీట్ ఫ్రీక్వెన్సీ.
నమూనా యొక్క సాంకేతిక లక్షణాలు
రోబోఫాల్కన్ 2.0 బరువు సుమారుగా 800 గ్రాములు మరియు రెక్కలు 1.2 మీటర్లు. సెంట్రల్ డ్రైవ్ సిస్టమ్ శంఖాకార రాకర్ మెకానిజంతో అనుసంధానించబడిన ఒకే మోటారును ఉపయోగిస్తుంది, ఇది రెక్కలకు కదలికను ప్రసారం చేయడానికి బాధ్యత వహిస్తుంది.
రెక్కలు పాలిస్టర్ పొరతో కప్పబడిన మూడు విభాగాలుగా విభజించబడ్డాయి, చక్రాల సమయంలో వశ్యతను నిర్ధారిస్తుంది. డీకప్లింగ్ మెకానిజమ్స్ బెండింగ్ మరియు స్వీపింగ్లో స్వతంత్ర వైవిధ్యాన్ని అనుమతిస్తుంది, నెమ్మదిగా ఎగిరే పక్షుల మాదిరిగానే వంపుతిరిగిన స్ట్రోక్ ప్లేన్లను సృష్టిస్తుంది.
ఇంటిగ్రేటెడ్ FSF కదలిక నమూనా
ఫ్లాప్-స్వీప్-ఫోల్డ్ సైకిల్ ప్రతి బీట్లో మూడు ముఖ్యమైన చర్యలను మిళితం చేస్తుంది. డౌన్స్ట్రోక్ సమయంలో, పూర్వ వెంట్రల్ కదలిక చాలా వరకు లిఫ్ట్ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, అయితే ఉపసంహరించబడిన అప్స్ట్రోక్ ఏరోడైనమిక్ డ్రాగ్ను తగ్గిస్తుంది.
స్వీప్ 5 మరియు 25 డిగ్రీల మధ్య మారుతూ ఉంటుంది, పిచింగ్ క్షణాన్ని నియంత్రిత పద్ధతిలో మాడ్యులేట్ చేస్తుంది. పెద్ద యాంప్లిట్యూడ్లు లీడింగ్ ఎడ్జ్ వోర్టెక్స్ను బలోపేతం చేస్తాయి, తక్కువ వేగంతో పనితీరును మెరుగుపరుస్తాయి.
రెక్కల మడత చక్రం యొక్క క్రియారహిత దశలలో స్థిరత్వానికి దోహదం చేస్తుంది. ఈ ఏకీకరణ ఖచ్చితమైన హోవర్ యుక్తులు మరియు దర్శకత్వం వహించిన విమానానికి పరివర్తనను అందిస్తుంది.
గాలి టన్నెల్లో పరీక్షలు జరిగాయి
ఓపెన్ విండ్ టన్నెల్లోని ప్రయోగాలు సెకనుకు సున్నా నుండి 7 మీటర్ల వేగంతో ప్రోటోటైప్ను మూల్యాంకనం చేశాయి. ఆరు-భాగాల లోడ్ సెల్తో కొలతలు ఎక్కువ స్వీప్ వ్యాప్తితో సగటు లిఫ్ట్లో స్థిరమైన పెరుగుదలను నమోదు చేశాయి.
వివిధ బీటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీల వద్ద ద్రవ థ్రస్ట్ స్థిరంగా ఉంటుంది. పిచింగ్ క్షణం అధిక వేగంతో సానుకూలంగా మారింది, ఇది తగిన నియంత్రణను సూచిస్తుంది.
ఫలితాలు తగ్గిన ప్రామాణిక విచలనాలను చూపించాయి, కొలతల పునరావృతతను నిర్ధారిస్తుంది.
ఫ్లూయిడ్ డైనమిక్స్ అనుకరణలు
నేవియర్-స్టోక్స్ సమీకరణాల ఆధారంగా గణన విశ్లేషణలు గరిష్ట స్వీప్ కాన్ఫిగరేషన్ల వద్ద లీడింగ్-ఎడ్జ్ వోర్టెక్స్ యొక్క బలాన్ని గుర్తించాయి. పీడన కేంద్రం ముందు వైపుకు కదిలి, ఏరోడైనమిక్ మూమెంట్ ఆర్మ్ను విస్తరిస్తుంది.
రెక్కల ఉపరితలాలపై ఒత్తిడి పంపిణీలు ప్రముఖ అంచుపై అల్పపీడనం యొక్క విస్తృతమైన మండలాలను వెల్లడించాయి. ఈ దృగ్విషయాలు నెమ్మదిగా ప్రయాణించేటప్పుడు లిఫ్ట్లో గమనించిన లాభాలను వివరిస్తాయి.
అనుకరణలు తక్కువ-వేగం దృశ్యాలలో పునర్నిర్మించదగిన యంత్రాంగం యొక్క సామర్థ్యాన్ని ధృవీకరించాయి.
టేకాఫ్ ప్రక్రియ సమయంలో నియంత్రణ
డైనమిక్ సిమ్యులేషన్ మోడల్స్ అటానమస్ టేకాఫ్ని విశ్లేషించడానికి PID నియంత్రణను అమలు చేశాయి. వింగ్ స్వీప్కు సంబంధించిన సర్దుబాట్లు సెకనుకు 3 మీటర్ల దిగువన పాక్షికంగా కదిలే స్థిరమైన పిచ్ను నిర్వహించాయి.
వివిధ ప్రమాణాల వద్ద, సిస్టమ్ డిమాండ్లకు అనులోమానుపాతంలో నియంత్రణ సామర్థ్యాన్ని ప్రదర్శించింది. ఫలితాలు విభేదాలను నివారించడానికి అధిక వేగంతో పరిహారం అవసరమని సూచించాయి.
నిజమైన విమానాలు ప్రయోగశాలలో ధృవీకరించబడ్డాయి
15 మీటర్ల వ్యాసార్థంలో టెథర్డ్ పరీక్షలు బాహ్య సహాయం లేకుండా టేకాఫ్ని నిర్ధారించాయి. ప్రామాణిక గురుత్వాకర్షణ కేంద్రంతో, పథం S- ఆకారపు నమూనాను అనుసరించింది, 7 Hz వద్ద సెకనుకు 4 మీటర్ల గరిష్ట వేగాన్ని చేరుకుంది.
గురుత్వాకర్షణ కేంద్రానికి మునుపటి సర్దుబాటు పిచ్ అస్థిరత లేకుండా సెకనుకు 6 మీటర్ల వరకు త్వరణాన్ని అనుమతించింది. తీవ్రమైన విన్యాసాల సమయంలో విద్యుత్ వినియోగం దాదాపు 400 వాట్లకు చేరుకుంది.
మునుపటి సంస్కరణలతో పోలిస్తే పరిణామం
క్రూయిజ్ విమానాలకు పరిమితం చేయబడిన 2021 మోడల్లా కాకుండా, రోబోఫాల్కన్ 2.0 తక్కువ-స్పీడ్ ఆపరేషన్ కోసం నిర్దిష్ట రీకాన్ఫిగరేషన్లను కలిగి ఉంది. కీటకాల-ప్రేరేపిత నమూనాలు తరచుగా సకశేరుకాలలో గమనించిన నమూనాల నుండి వేరుగా ఉండే ప్రత్యేక స్థాయి స్వేచ్ఛను ఉపయోగించుకుంటాయి.
కొత్త ప్రోటోటైప్ క్రియాశీల మరియు నిష్క్రియ దశలను సమగ్ర పద్ధతిలో సమన్వయం చేయడం ద్వారా చారిత్రక పరిమితులను పరిష్కరిస్తుంది. పక్షి స్కేల్ వద్ద శక్తి సామర్థ్యం సవాలుగా ఉంది, అయితే పురోగతి ఆచరణాత్మక అనువర్తనాల కోసం విధానాన్ని ఆచరణీయంగా చేస్తుంది.
చైనాలో అభివృద్ధి సందర్భం
ఏరోనాటికల్ ఇంజనీరింగ్లో దాని సంప్రదాయానికి గుర్తింపు పొందిన షాంగ్సీ ప్రావిన్స్లోని జియాన్లోని నార్త్వెస్ట్రన్ పాలిటెక్నికల్ విశ్వవిద్యాలయంలో ఈ పరిశోధన జరిగింది. బాధ్యతాయుతమైన బృందం మునుపటి నమూనాల నుండి మెకానిజమ్లను అభివృద్ధి చేసింది, అధునాతన మెకానికల్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలను ఏకీకృతం చేసింది.
రోబోఫాల్కన్ 2.0 సంస్థను ఏరియల్ బయోమిమెటిక్ రోబోటిక్స్లో సూచనగా ఉంచింది. ఫలితాలు స్వయంప్రతిపత్తి మరియు విమాన సామర్థ్యంలో భవిష్యత్తులో మెరుగుదలల కోసం దృక్కోణాలను తెరుస్తాయి.