Ученые создали сферический дрон для измерения турбулентности атмосферы
Прототип сферического беспилотного летательного аппарата для измерения турбулентности атмосферы разработали сотрудники Института теоретической и прикладной механики (ИТПМ) им. С. А. Христиановича СО РАН, 29 августа сообщает издание СО РАН «Наука в Сибири».
О разработке БПЛА на XI Международном форуме технологического развития «Технопром-2024», проходящем с 27 по 30 августа в Новосибирске, рассказал младший научный сотрудник ИТПМ СО РАН, кандидат физико-математических наук Андрей Сергеевич Шмаков:
«Этот дрон предназначен прежде всего для метеорологических исследований: для контроля того, как ведут себя воздух, ветер, насколько турбулентная атмосфера. Использовать эту информацию можно как для предсказания каких-то климатических процессов, так и для обеспечения безопасности воздушного движения».
Размер сферы прототипа составляет около 30 сантиметров. Дрон оснащен четырьмя вентиляторами, задача которых отслеживать движение воздуха. Зная динамику полета аппарата, можно определять направление и силу ветра.
Технически, отмечают разработчики, конструкция аппарата проста, всё его преимущество в программном обеспечении. Для его отладки (калибровки), чтобы «мозг» дрона правильно вычислял параметры набегающего на него потока, сотрудники ИТПМ СО РАН создали специальную аэростену, на которую были помещены множество крохотных вентиляторов, управляемых каждый по отдельности.
«Таким образом можно создавать контролируемые возмущения, которые меняются со временем, причем достаточно интенсивно. Для того чтобы в процессе этой калибровки дрон не повредился, он закрепляется в зоне действия аэростены на подвижном шарнире. Эта мера безопасности позволяет испытания на критических режимах», — сообщил Андрей Шмаков.
Пока идет калибровка, параметры потока вычисляются на отдельно подключенном компьютере, а в окончательном варианте для дрона будет разработан блок обработки воздушных сигналов, для которого предусмотрено место на его борту.
Также ученые ИТПМ СО РАН представили на форуме созданную в институте малую аэродинамическую трубу для исследования обледенения летательных аппаратов. Она представляет собой замкнутый контур с охлаждаемым воздухом, куда определенным образом впрыскивается вода.
В аэродинамическую трубу помещают летательный аппарат и, изменяя режимы охлаждения и впрыскивания, изучают с помощью специальных 3D-сканеров, сколько на модель намерзает льда за определенное время в зависимости от скорости, температуры и дисперсности жидкофазного потока. В результате получая трехмерную цифровую модель ледяного нароста.
«Например, если нужно понять, к каким последствиям приведет наличие ледяного нароста на крыле, можно сделать измерения и создать с помощью 3D-печати или фрезеровки копию аппарата с обледенением. Затем эту копию продуть в обычной аэродинамической среде, провести весовые испытания и сравнить результаты с характеристиками исходного крыла», — пояснил Андрей Шмаков.
