Вот так запускали аппарат в ходе испытаний — при помощи удочки
Инженеры MIT разработали роботизированное летательное устройство, которое может парить над поверхностью воды по тому же принципу, который используется альбатросами. Кроме того, он может и плыть по волнам, не утопая. Это возможно благодаря предусмотрительности разработчиков: альбатросом аппарат становится в том случае, если в исследуемом регионе сильный ветер. Лодкой — если ветра нет.
В результате такая система покрывает расстояние до цели за время, в 10 раз меньшее, чем среднее судно. Устройство очень легкое и весит всего 2,7 кг. Разработчики считают, что в ближайшем будущем такие аппараты будут незаменимы в работе ученых, помогая вести наблюдение за происходящим на огромных территориях.
«Большая часть океана пока остается вне инструментов мониторинга человека», — говорит Габриэль Буске, глава проекта. Он утверждает, что чрезвычайно важно вести наблюдение за океаном, отслеживая влияние климатических изменений. Но сделать это при помощи стандартного набора инструментов не так легко, поэтому и было принято решение разработать специализированную ситсему.
Робот использует альтернативные источники энергии вместе с традиционными. Впервые детали проекта были представлены на международной конференции IEEE в Австралии.
В прошлом году Буске со своими коллегами опубликовал исследование динамики полета альбатроса. Они определили основные принципы такого полета и выделили отдельные составляющие, которые позволяют немаленькой птице покрывать огромные расстояния с минимальным расходом энергии. Альбатрос способен на это благодаря умению использовать энергию ветра.
В процессе полета альбатрос переходит из быстрых «течений» воздушных масс в более медленные и обратно, что позволяет ему практически без затрат энергии продолжать двигаться. В случае робота, если ветер не очень сильный, он способен скользит и по поверхности воды. Чем чаще устройство (или птица) взаимодействует с разноскоростными потоками, тем быстрее скорость объекта.
Итогом разработки стало гибридное устройство, которое представляет собой автономный аппарат с размахом крыльев в 3 метра — примерно такой же показатель и у альбатроса. К конструкции было добавлено несколько элементов, которых нет у прототипа системы — например, парус. Затем ученые провели математическое моделирование процесса перемещения аппарата, и оказалось, что его показатели близки к оптимальным.
Средняя скорость системы составляет около 40 километров в час — это гораздо быстрее, чем у парусной лодки. Система оказалась весьма эффективной. Уже построен прототип, который помог сделать Марк Дрела, профессиор аэронавтики и астронавтики в MIT. В нижней части системы закреплен киль и несколько инструментов, включаяч GPS, разного рода сенсоры, системы для полета, ультразвуковой сенсор, позволяющий определять расстояние до воды.
При помощи этого сенсора ученые очень точно определяют местоположение устройства относительно поверхности моря или океана. При необходимости киль можно погрузить в воду, но дрон все равно будет двигаться вперед с достаточно большой скоростью. Как и говорилось выше, частью конструкции должен был стать парус, но затем от него решили отказаться в ходе испытаний прототипа, чтобы не усложнять задачу.
В самом начале испытаний робота испытали на реке, причем его запускали при помощи удочки. Все получилось, и достаточно быстро робот набрал скорость в 35 километров в час, оторвавшись от поврехности воды и отправившись в первый свой полет.
Удаленно можно спускать аппарат, управлять его килем, с тем, чтобы изменить направление движения. В ходе испытаний оказалось, что робот ведет себя так, как и задумано. «Мы летали очень близко к поверхности и любая ошибка могла привести к аварии. Мы все из-за этого сильно нервничали, но в то же время и наслаждались моментом», — говорит глава группы разработчиков.
На этапе proof-of-concept все прошло хорошо, так что аппарат решено было продолжать совершенствовать. Вскоре к общей конструкции должны добавить обещанный ранее парус, что позволит системе передвигаться еще быстрее. Таких «альбатросов» планируется запустить несколько, чтобы иметь возможность вести мониторинг обширных площадей морей и океанов.
Автор: Максим Агаджанов
