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| 本文作者： 維文?羅杰 | 2017-01-26 19:27 |
如果因為有無人機侵入你所謂的“領(lǐng)空”，你就打算用石頭或者槍把它打下來的話，那么很不幸，你除了可能面臨民事訴訟外，我還要告訴你一些其他壞消息。不久將來，無人機將會無處不在。想想吧，到處都是無人機嗡嗡嗡的噪音。
但是理論上來說，無人機不會產(chǎn)生這么多的噪音。隨著無人機設(shè)計師對無人機氣體力學(xué)的理解不斷加深，他們很有可能會將無人機噪音降下來，并且通過減少氣流提高飛行效率。同樣為了達(dá)到這個目的，美國宇航局（NASA）科學(xué)家們將飛行器在飛行過程中的氣流和氣壓通過數(shù)字模型表現(xiàn)出來，令人感到難以置信。
看一下下面的動圖。藍(lán)色部分是低壓區(qū)，紅色部分是高壓區(qū)，白色部分是干擾空氣。航空工程師Seokkwan Yoon 和 科學(xué)可視化技術(shù)專家Tim Sandstrom —— 兩個人都是來自 NASA——不是將飛行器飛行過程中的動力進(jìn)行成像，而是利用了數(shù)字模型。他們首先是對無人機進(jìn)行3-D 掃描，利用1024核的 NASA “昴宿星“超級計算機 （你用的計算機可能也就是雙核揮或者四核）來模擬飛行器周圍的空氣運動。盡管裝備強大，但是超級計算機仍然用了五天時間才完成這項工作。
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NAZA 呈現(xiàn)的無人機飛行可視動圖。圖片來源：蒂姆·桑德斯羅姆——NASA艾姆斯研究中心/超級計算機部門制成
那么我們通過這個動圖能看到什么？首先，機翼頂部是藍(lán)色的低壓區(qū)，但是看不到的機翼下方是紅色高壓區(qū)。正是這種氣壓差來為無人機飛行提供推力。但是這也是四翼飛行器的問題所在。當(dāng)機翼在四翼飛行器機臂上方旋轉(zhuǎn)時，會在其表面產(chǎn)生壓力漣漪——看那些迷幻的紅藍(lán)區(qū)域。 Yoon 在郵件中說： “當(dāng)機翼轉(zhuǎn)過機臂時，機身會產(chǎn)生一種強大的下向力，這種下向力會緩沖推力。”除此之外，機翼和機身的相互作用會導(dǎo)致機身搖晃，如果飛機沒有自動飛行控制系統(tǒng)（這種系統(tǒng)，再加上路線計算和糾正，會損耗掉一大部分電池壽命）的話，可能會導(dǎo)致飛機飛行不穩(wěn)定。
從這個數(shù)字動圖也可以看出無人機為什么會產(chǎn)生噪音。看到機翼尖端產(chǎn)生的藍(lán)色低壓圓圈了嗎？機翼最終就是通過這些藍(lán)色低壓圈回轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生波動，發(fā)出噪音。通過可視動圖，設(shè)計師也許能夠找到方法對無人機進(jìn)行重新設(shè)計，降低噪音。
這些氣壓圖也能幫助設(shè)計師優(yōu)化飛行器穩(wěn)定性——項亞馬遜這樣的零售商，如果他們使用無人機運送包裹的話，穩(wěn)定性對其來說，會至關(guān)重要。畢竟小型無人機很難應(yīng)付大風(fēng)。尤其是大風(fēng)將他們吹向兩邊的建筑物時，他們更應(yīng)付不來了。 Yoon 說, “ 如果我們真的想實現(xiàn)亞馬遜或其他公司夢想的那種服務(wù)，也許我們需要參考一下其他的設(shè)計配置來解決安全問題。”
放下你手里的槍吧，我保證，未來無人機會會很安靜的。
雷鋒網(wǎng)按：本文來自wired，作者M(jìn)ATT SIMON，由雷鋒網(wǎng)編譯。更多關(guān)于機器人方面的資訊，可關(guān)注雷鋒網(wǎng)機器人垂直欄目微信公眾號「新智造」。
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