这款旋转无人机的灵感来自一颗种子,它会让你头晕目眩

这款旋转无人机的灵感来自一颗种子,它会让你头晕目眩

在飞行过程中,无人机看上去就像一个巨大的种子荚,在风中飘扬,并通过旋翼嗡嗡作响。

这款新型单翼无人机由新加坡科技设计大学的一个团队设计,灵感来自种子,被命名为 F-SAM。它是一种单旋翼直升机,也就是只有一个旋转叶片的直升机。工程师们于 1913 年首次开发出单旋翼直升机,并于 1915 年进行了测试,但在尝试用整个旋转机翼制造载人飞机时出现了一个问题:人类飞行员很容易感到头晕。

像 F-SAM 这样的单旋翼无人机更为常见,在 21 世纪也出现了特别的设计热潮。单旋翼无人机在旋转时利用翼身产生升力,用一个优雅的机翼取代了四旋翼无人机的许多活动部件,机翼由一个附加的螺旋桨向前拉动。

单旋翼飞行器的设计灵感来自翅果种子,当它们从树上释放出来时,它们会旋转并漂浮在空中,直到被带到遥远的肥沃土壤中。F-SAM 与其他无人机,甚至与其他单旋翼无人机的不同之处在于,它的机翼是可折叠的,这使得整个无人机在不飞行时紧凑且易于存放。

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“单旋翼飞行器平台的优势之一是其固有的自转能力,这是翅果种子的飞行方式,”论文作者写道。“因此,单旋翼飞行器配备了天然的故障保险,因为这种能力可以在断电时以自转方式优雅地下降。”

由于 F-SAM 产生推力的方式和时间发生了变化,无人机可以进行操控,从而能够应对诸如进出窗户等复杂挑战。研究人员演示了无人机至少 15 分钟的飞行时间。

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在论文中,研究人员明确将 F-SAM 与两款为军事用途开发的小型无人机进行了比较。其中一款是手掌大小的“黑寡妇”,来自 2000 年代中期 DARPA 的一个项目,旨在展示一种固定翼侦察无人机,它在远距离上很有用,但在室内所需的精确操纵方面却遇到了困难。另一个比较对象是“黑黄蜂”,这是一种麻雀大小的直升机,可以在狭小的空间内飞行,但由许多小型活动部件组成。

2009 年,洛克希德·马丁公司开发了一款名为 SAMARAI 的单旋翼无人机,这是 DARPA 资助的一个项目,最初设计用于运送小型侦察兵。SAMARAI 在后续测试中去掉了摄像头并变得更大,证明了无人机可以工作,但缺乏明确的用例。

F-SAM 机身简单,机动性强,未来士兵可以将其从口袋中拿出来,用来探测建筑物内部。与“黑黄蜂”或小型四轴飞行器相比,这项任务更难完成,因为安装在 F-SAM 上的任何摄像头都会旋转。对于视频来说,这会让观看传输的人感到头晕,就像他们自己在旋转一样,或者需要在无人机上安装复杂的稳定机制。其他传感器,如 LiDAR 的旋转激光器,将是自然之选,让 F-SAM 能够绘制出房间内部的图像,即使它无法以传统方式看到它。

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Shane Kyi Hla Win 告诉 IEEE Spectrum:“[F-SAM] 可以成为一次性 GPS 制导侦察任务的有力竞争者。由于它在飞行过程中只使用一个执行器,因此制造成本相对较低。它在飞行过程中也非常安静,着陆后很容易伪装。各种轻型传感器可以集成到平台上,用于不同类型的任务,例如气候监测。”

利用无人机机身的自然空气动力学特性以及其轻柔着陆的能力,意味着可以使用多架 F-SAM 无人机在军事行动之前播撒传感器。分散的无人机可以作为低功率用途,例如拾取音频的麦克风,甚至只是监听坦克轰鸣声的小型地震仪,从而形成一个快速部署且易于隐藏的传感器系统,提供敌人动向的即时预警。

F-SAM 足够紧凑,可以装进口袋,可以用手或地面发射,这种形式为军队如何增加侦察能力开辟了新的选择。如果发射 F-SAM 进行侦察就像投掷手榴弹一样轻松,侦察无人机就可以从专用设备变成标准的、几乎是一次性的装备。

下面观看飞行过程:

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