Delphine spielen mit Roboter-Wasserflugzeug

Es ist ein Vogel, es ist ein Flugzeug--Nein, es ist die fliegenden Fische, eine neue unbemannte
Wasserflugzeug entwickelt an der Universität von Michigan, die gezeigt hat
die Fähigkeit, starten, fliegen und landen autonom in gemäßigten Meeren
einige 6 Fuß hoch.

Forscher an der U-M-Aerospace Engineering-Abteilung und seine Marine Hydrodynamik-Labors, entwarf und baute die neue unbemannten (UAV), die sie den fliegenden Fisch benannt, denke, es ist das erste UAV, die kann starten und landen auf dem Wasser ganz von selbst.

Die elektrisch angetriebene fliegende Fische konnte starten, fliegen und landen
autonom 22 Mal in zwei Tagen Probefahrten statt Ende letzten Jahres
vor der Küste von Monterey, Kalifornien

Es wurde auch wohl ungewöhnlichsten Delphin-Spielzeug der Welt. Bemerkenswert ist, bei der Landung des UAV in das Meer Delfine Wissenschaftler auf dem Forschungsschiff John Martin Überwachung die Tests über zu schwimmen, um zu untersuchen.

Der Forscher, schien es, dass die Delphine dachte das UAV eine
Pelikan für Fischen, Tauchen, sagte Ella Atkins, ein Forscher aus U-M
Luft-und Raumfahrt-Engineering-Abteilung.

Das Handwerk zu finden war ein Vogel, der leckere Fische schwimmen gesehen hatte nicht
unten begann die Schule von drei Delfinen spielen mit ihm, immer wieder
in Formation mit den kleinen Wasserflugzeug schwimmen und Tauchen unter auf
einer Seite zur Oberfläche wieder auf der anderen.

Seevogel Größe-

Es ist nicht verwunderlich, dass die verspielten Delfine zunächst getäuscht wurden. Die
Fliegende Fische ist über die Größe und das Gewicht der großen Seevogel.

"Wir untersuchten Seevögel ernst", sagte Guy Wiesen, Direktor des U-M
Hydrodynamik Laboratorien. Er hatte die Idee für den unbemannten Wasserflugzeug
steigen Sie beim Betrachten der fliegende Fische aus dem Meer pop-up über die Wellen,
und wieder nach unten fallen.

Seevögel sind "alle etwa die gleiche Größe - ca. 20 Pfund mit einem 2-meter
Spannweite,"sagte Wiesen. "Es stellt sich heraus, dass aerodynamisch sprechen,
Das ist eine Sweet-Spot in der Nähe von Wasser zu fliegen. Unser Flugzeug ist über
die Größe des ein großen Pelikan."

Heißt nicht, dass die fliegenden Fische wie ein Seevogel geformt wurde. "Es ist eine Wasserflugzeug-Form mit zwei Pontons hatte", sagte Atkins.

Des UAV Körper und Katamaran-wie zwei Pontons nutzen Wiesen
Schnellboot-Rumpf-Design Erfahrung lenken Gischt Weg von seiner
Flügel und helfen, das Handwerk "schnell auf dem Wasser" Wenn es anfängt
Die Startrollstrecke, erklärte sie.

U-M fliegender Fisch ist nicht das erste unbemannte Wasserflugzeug. Diese Ehre
gehört wohl zu den 300 Pfund Seepfadfinder, entwickelt von Oregon Iron
Funktioniert. Aber das Oregon Iron Works UAV scheint nicht noch zu haben
demonstriert die Fähigkeit, eigenständig auf dem Wasser abnehmen.

Autonome Meer abheben entscheidend

Die Fähigkeit, dies zu tun war jedoch entscheidend für die elektrisch betriebenen
Fliegende Fische, die die U-M-Forscher entworfen und gebaut in nur acht
Monate im Jahr 2007 für die Phase 1 Ziele der Defense Advanced
Research Project Agency (DARPA) "persistent Ozean Überwachung"
Programm.

"Die Schwierigkeit, ausziehen auf dem Ozean ist, dass Sie entweder zu
die Schwingungen von der Meeresoberfläche vorherzusagen, oder sie ignorieren,", sagte
Atkins.

Aber hatte die Pitch-Steuerung des UAV soll automatisch
reagieren Sie auf die vertikalen Schwingungen der Wellen beim ausziehen,
Reaktionszeit Verzögerung hätte auf die Steuerelemente über Korrektur geführt
jede nach oben und unten-Wave-Bewegung.

Diese "induzierte Schwingungen" würde haben es unmöglich gemacht für das Flugzeug ausziehen, sagte Atkins.

Stattdessen entschied sich die Forscher zur Lösung des Problems von effektiv
Welle Schwingungen zu ignorieren und ließ die fliegende Fische nur Pflug
durch die Wellen auf seinen kurzen Start ausführen.

Nach der Durchführung des Starts von einem Piloten über eine Fernbedienung gesteuert
Funksender, gefüttert sie Aufnahmen von der Pilot-Funksignal
Eingänge in die integrierte Verarbeitungseinheit, die zur Steuerung verwendet wird die
UAV Flug Oberflächen während des autonomen Fluges. Diese Aufnahmen
Jede autonome aus gesteuert.

In einem "Uhr-Kreis" bleiben müssen

Eine erste Hauptziel der Demonstration, die vor durchgeführt wurde
der DARPA Beamten war, zu zeigen, dass die Drohne überwachen und bleiben könnte
innerhalb eines definierten "Uhr Kreis."

Die Idee war, dass die fliegenden Fische, in der Mitte des Kreises zu treiben
bis seine onboard-GPS-basierte Navigationssystem das Handwerk gesagt war es
schwimmende zu weit aus der Position. Das löste seine autonome
Start-Sequenz, die kleinen Wasserflugzeug Pflügen durch die Wellen für
nur 10 Meter vor dem Anheben deaktiviert, fliegen und einen Punkt erreicht, wo
die GPS-Einheit sagte dem UAV es wieder landen sollte.

Das unbemannte Flugzeug musste zeigen, dass es über fliegen könnte die
Kreisfläche völlig autonom zu sehen: ausziehen, Klettern,
Cruisen und absteigend. Das Handwerk hatte auch alle Daten erfassen die
Weile, durch die es zur Messung an Bord inertial Gyrosensoren
Roll und Pitch und Drucksensoren, die es verwendet, um Geschwindigkeit zu messen.

Landung beteiligt im Wesentlichen eine seichte Abfahrt.

"Wenn es das Wasser wirkt, geht es"Oh, da ist das Wasser"," sagte
Atkins. "Das Boot ist sehr gut gestaltete Pontons. Da dies nicht der Fall
haben einen flachen Boden, es schneidet in das Wasser wie ein Taucher, im Gegensatz zu
Bauch-floppen."

Die Tests waren erfolgreich. "Das Fahrzeug stabil und behandelt sehr gut war", sagte Atkins.

GPS-navigation

GPS war entsprechend genau
als Navigation zu unterstützen, weil zwar die seitlichen und Abbewegung des
die Wellen des Ozeans vertreten eine Positionsbestimmung Problem, das Flugzeug des
Navigations-System war nicht eingeschränkt, indem er auf eine definierte landen,
schmalen Landebahn--die fliegenden Fische konnte starten und landen überall auf
das Meer in einem bestimmten Gebiet.

Nach den erfolgreichen Tests der fliegende Fisch ist jetzt wieder in die
Einkaufen, die U-M-Forscher wollen es mit Solarstrom outfit und
Weitere Sensoren.

"Einer der Pläne für die nächste Generation Energy harvesting mit Solarzellen zu tun", sagte Atkins.

Während solarbetriebenen Hochgebirgs Flugzeug entwickelt, um weg von Land und bleiben Sie jahrelang zu einem Zeitpunkt empor
"müssen kostenlos Energie schneller als sie es zu benutzen," der fliegende Fisch würde
haben Sie keine solche Einschränkung. Jedes Mal, wenn es wieder aufladen musste seine
Batterien, könnte es für eine Weile einfach auf das Meer und den Schwimmer landen.

• Video: Delphine spielen mit unbemannten Wasserflugzeug