Tai musė! Tai klaida! Tai mikroplanas!

Beveik visi vienu ar kitu metu norėjome būti muse ant sienos, bet niekas nenori būti užmuštas. Saugesnė išeitis galėtų būti vadovauti išmaniųjų musių flotilei, kuri galėtų ieškoti svarbios informacijos ir apie ją pranešti, kol mes saugiai išvengiame pavojaus. Turėdami galvoje šią idėją, MIT Linkolno laboratorijos inžinieriai dabar kuria mikro oro transporto priemonę – pusiau autonominį šnipinėjimo lėktuvą, pakankamai mažą, kad jį būtų galima laikyti delne.

Idėja pagaminti pirmąjį pasaulyje miniatiūrinį žvalgybos lėktuvą buvo pasiūlyta prieš trejus metus Linkolno laboratorijoje, kur mokslininkai ieškojo būdo suteikti tiesioginę prieigą prie žvalgybos duomenų kariams, tarnaujantiems mažuose kariniuose vienetuose, pavyzdžiui, dislokuotuose miestuose. Jie įsivaizdavo nešiojamą stebėjimo sistemą, kuri galėtų greitai informuoti karius apie neišvengiamus, neregėtus pavojus. Pavyzdžiui, miesto zonose tokia sistema leistų kariams matyti virš kalvos ir už kampo, sako Williamas R. Davisas, vadovaujantis Lincoln Lab mikro-orlaivių programai. Išplėstinės versijos gali užuosti branduolinius, biologinius ir cheminius ginklus priešiškoje vietovėje, įvertinti mūšio žalą arba stebėti įkaitų krizes ar Waco stiliaus priešpriešą.

Ši istorija buvo mūsų 1997 m. spalio mėnesio numerio dalis

• Žr. likusią numerio dalį
• Prenumeruoti

Remiantis Linkolno laboratorijoje išdėstytomis koncepcijomis, Gynybos pažangių tyrimų projektų agentūra (DARPA) šiais metais pradėjo 35 mln. Organizacijos, konkuruojančios dėl finansavimo, yra universitetų laboratorijos, tokios kaip Džordžijos technikos tyrimų institutas (GTRI), aviacijos ir kosmoso įmonės ir mažos įmonės.

Tuo pačiu metu DARPA suteikė pradinį finansavimą Linkolno laboratorijai, kad būtų sukurtas visiškai veikiantis prototipas, kurį mokslininkai tikisi užbaigti per trejus metus. Dvi uncijas sverianti, mažiau nei šešių colių ilgio ir pločio transporto priemonės prototipas skris 20–30 mylių per valandą greičiu, veiks iki 3 mylių spinduliu (riba yra susijusi su numatomu transporto priemonės ryšio sistemos nuotoliu). ir likti ore iki valandos. Jis taip pat turi turėti žvalgybos ir navigacijos galimybes.

Apskritai, sako Milanas Vilajenikas, vadovaujantis Lincoln Lab inžinerijos skyriui, tai bus skraidantis lustas.

Atsižvelgiant į griežtus dydžio ir svorio apribojimus, nukelti šią skraidančią lustą nuo žemės ir išlaikyti ją nebus sunku. Mažėjant dydžiui, aiškina Vilajenikas, esamos technologijos yra per didelės. Daugumą posistemių reikės sukurti.

Pirmasis iššūkis yra sukurti veiksmingą sparno konstrukciją, kuri užtikrintų pakankamai keliamąją jėgą ir pakankamai mažą pasipriešinimą tokio dydžio transporto priemonei, kurioje aerodinaminis elgesys skiriasi nuo didesnių ir greitesnių orlaivių. Linkolno laboratorijos komanda apskaičiavo, kad plaukiojančiam laivui su rotoriaus mentėmis reikės maždaug dvigubai daugiau galios nei fiksuoto sparno transporto priemonės. Todėl, siekdama sumažinti galios poreikį, komanda vertina keletą fiksuotų sparnų konfigūracijų, naudodama sraigtus, sako programos vadovas Davisas.

Tačiau Robertas J. Englaras, pagrindinis „Georgia Tech“ tyrimų inžinierius, teigia, kad net ir naudojant propelerį, įprastas sparnas nesukurs pakankamai keliamosios galios, kad labai maža, lėta transporto priemonė judėtų per trikdantį oro srautą, su kuriuo ji greičiausiai susidurs. „Georgia Tech“ pateikė pasiūlymą, apie kurį Englaras atsisako svarstyti, tačiau Samas Blankenshipas, GTRI Microflyer programos koordinatorius, teigia, kad inžinieriams galiausiai gali tekti pažvelgti į besiplečiančius mažų paukščių ir vabzdžių sparnus kaip energiją taupančio skrydžio modelius.

Stipri varomoji sistema gali kompensuoti aerodinaminių charakteristikų trūkumus, pažymi Davisas, tačiau tikėtina, kad galingesni varomieji blokai svers daugiau, o dizaineriai nori pasilikti svorį duomenų rinkimo jutikliams ir ryšių sistemoms. „Lincoln Lab“ komanda nustatė, kad esant mažam reikalingam mastui, reaktyviniai varikliai sunaudotų per daug degalų, o energijos šaltiniai, tokie kaip akumuliatoriai, svers per daug ir tiektų per mažai galios. Lincoln Lab inžinieriai nustatė, kad vidaus degimo varikliai ir kuro elementai yra perspektyviausios artimiausio laikotarpio alternatyvos ir tikisi per vienerius ar dvejus metus sukurti miniatiūrines vidaus degimo variklių versijas.

Be tvirtos varomosios sistemos, mažybinei transporto priemonei reikalinga skrydžio valdymo sistema, kad ji galėtų išlaikyti savo kursą esant oro turbulencijai ar staigiems vėjo gūsiams. Kadangi lėktuvas nepateks į karių akiratį ir gali susidurti su greitai besikeičiančiomis skrydžio sąlygomis, karys negali skristi transporto priemone kaip lėktuvo modelis, sako Davisas. Jo komanda nusprendė, kad norint atlikti manevrus, prototipas gali remtis nedidelio masto prietaisais – jutikliais, matuojančiais orlaivio greitį, pagreitį ir atmosferos slėgį, bei elektrinėmis pavaromis, kurios judina lėktuvo aerodinaminius paviršius.

Davisas atkreipia dėmesį į tai, kad sudėtingos mikrogamybos technologijos leidžia gaminti jutiklius ir pavaras, kurių energijos poreikis yra mažas, labai mažu mastu. Vis dėlto, tobulėjant mikroplokštumų kūrimui, dizaineriai tikisi pakeisti šiuos mažyčius įrenginius, kuriuose naudojamos judančios dalys ir kurie turi būti montuojami atskirai, mikroelektromechaninėmis sistemomis – didelio tikslumo sistemomis, kurios primena kompiuterių lustus ir gaminamos naudojant metodus, panašius į mikroschemų gamybą. Juos būtų galima įmontuoti į mikroplokštumos sparną, sutaupant brangų svorį ir užtikrinant efektyvesnį valdymą.

Galiausiai Linkolno tyrėjai planuoja sukurti labai mažą transporto priemonės vaizdo gavimo sistemą ir nešiojamąją antžeminę stotį – nešiojamąjį kompiuterį ir nedidelę parabolinę komunikacijos lėkštę nuotraukoms perduoti. Jie įsivaizduoja dviejų gramų, vieno kubinio centimetro matomos šviesos kamerą, pastatytą po lėktuvu ir gaunančią milijono pikselių vaizdus, ​​pakankamai ryškius, kad būtų galima atpažinti karines transporto priemones ir personalą iš 100 metrų aukščio. Iššūkis kuriant vaizdo gavimo sistemą yra ne projektuoti ar gaminti atskirus komponentus, o juos integruoti neviršijant griežtų masės ir galios apribojimų.

Vilajenikas pažymi, kad iš tiesų, integruoti šį glaudžiai supakuotą žvalgybos, varymo, skrydžio valdymo ir kitų posistemių asortimentą bus paskutinė kliūtis. Pavyzdžiui, dizaineriams gali tekti izoliuoti vibruojantį, šilumą gaminantį vidaus degimo variklį nuo tiems trikdžiams jautrios vaizdo gavimo sistemos ir užkirsti kelią elektromagnetiniams trukdžiams tarp elektros variklių ir ryšio antenos.

Kai per ateinantį dešimtmetį ar du inžinieriai kuria būdus, kaip suspausti daugiau funkcijų į mažesnius paketus, jie tikisi, kad naudingoji apkrova, ištvermė ir diapazonas padidės. „Lincoln Lab“ komanda įsivaizduoja pažangias mikro oro transporto priemones, kurios atlieka tokias įvairias užduotis kaip netradicinių ginklų cheminių ženklų aptikimas, stacionarių jutiklių naudojimas nepatruliuojamoms vietoms stebėti ir pastatų bei aplinkinių scenų garsų vaizdavimas ir įrašymas.

paslėpti