南安普敦大學的研究人員創建了一種新方法,用於設計小型無人機中最有效的驅動因素。他們的方法使用了名為MATLAB的專業計算機程序,旨在提高無人機性能,尤其是那些用於查看第一人稱操作的方法,而實際時間反應很重要。這些驅動器的大小較小,並且經常在它們的工作狀態方面面臨挑戰,尤其是因為它們經歷的複雜的氣流模式。由斯蒂芬·普里爾(Stephen Prior)和丹尼爾·紐曼·桑德斯(Daniel Newman-Sanders)領導的這項研究發表在2024年7月的《科學公報》上。

團隊專家開發了一個創新的軟件程序,可幫助優化這些小型推動力的設計。該程序仔細調整了葉片的形狀和角度,以確保它們的性能盡可能高效。他們的重要部分是確保螺旋槳上的氣流在一定數量的100,000雷諾數上站立,這對於保持強勁的性能至關重要。 Prior博士說:“這個水平很重要,因為它將低效率從高效率分離為螺旋槳性能。”他們改進的設計與標準型號相比,推動器的工作狀況表現出明顯的動力。

MATLAB軟件還允許用戶查看如何沿著螺旋葉片分佈力和扭矩。這可以更好地理解設計的變化如何影響整體性能。為了證明他們的方法,研究人員將他們的結果與來自小型電流螺旋槳的數據進行了比較,發現他們的預測非常準確。新設計可以大大提高小型無人機的耐用性,從而使它們飛行更長的時間,同時使用更少的能量。

紐曼·桑德斯(Newman-Sanders)強調瞭如何實施這項現實世界的研究:“在許多特殊行動中,第一個人的第一批觀點變得越來越重要,在許多特殊行動中,至關重要的是,在可持續性與績效之間保持平衡至關重要。我們的目標是確保這些無人機能夠更有效地實現該平衡。”他還提到,他們的程序最終可以將3D設計軟件作為SolidWorks一起運行,這將使從設計階段轉換為快速生產變得更加容易。

這項研究的結果不僅對無人機技術具有更廣泛的影響,而且對於需要較小,有效的螺旋槳的任何情況。雖然最大的飛機驅動器可以達到很高的效率,但較小的飛機通常不會表現出色。 Prior博士及其團隊的進步突破了可能的事情的界限,在改善螺旋槳的設計方面取得了重大進展。

研究人員正在尋求通過創建螺旋槳模型來進一步降低能源損失的模型,從而進一步獲得他們的工作。他們還在探索諸如使用重疊的驅動器來提高效率之類的選項。未來的研究還將研究如何將這種方法應用於各個行業中使用的其他小型推車者,以設定有效設計的新標準。

Prior博士補充說:“烏克蘭的戰爭強調了需要有效的第一人稱無人機(FPV),這些人能夠在承載大量負載的同時長距離飛行。”

https://www.youtube.com/watch?v=xrtnk3x5xee

https://www.youtube.com/watch?v=qy_szasqmwm

日記

以前,SD和Newman-Sanders,D。 “使用MATLAB優化代碼在秤上進行高級規模設計。”應用科學,2024。 Doi:

關於

Stephen D.博士 南安普敦大學有一個無人駕駛汽車的讀者。他還是自主系統實驗室的主任,該實驗室從事與國防相關的研究。 Prior博士是200個技術出版物的作者。他的研究興趣包括共同切割旋翼飛機,新UAS和獲得的技術。他是Imeche的積極成員,並且是中國Icice會議的總統,也是台灣ICME會議的聯合主席。他還曾在《無人系統雜誌》,《國際微型航空車輛雜誌》和《科學與創新報》上擔任編輯委員會。 Prior博士是Hybrid Drones Ltd的創始人兼首席執行官,該公司是一家開發繁重升降機的混合無人機技術,以恢復最後的公里和其他任務。

和紐曼·桑德斯 她目前是一名軟件工程師,在英國布里斯托爾的一家技術公司工作。他以前曾在國防工業中工作,在那裡他從事火箭和導彈系統的指導,控制和導航的複雜算法。他曾在英國南安普敦大學學習,在那裡他獲得了航空和宇航員的第一級榮譽學位。在大學,其激情包括優化計算以及設計和生產空氣系統。在工作之外,他的愛好包括足球和慢跑。

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