تکامل سریع هواپیماهای مستقل و تحرک هوایی شهری (UAM) وسایل نقلیه حمل و نقل را تغییر می دهد.این هواپیما، طراحی شده برای کار بدون خلبانان انسانی یا حمل مسافران در مسافت های کوتاه در شهرها، وابسته به سیستم های کنترل پرواز پیچیده است که قادر به کنترل دقیق و ثبات هستند، وابسته به سطوح در لبه های این مقاله بررسی می کند.

اصول Ailerons در کنترل پرواز

Ailerons سطوح کنترل پرواز اولیه هستند که محور رول هواپیما را مدیریت می کنند.در قسمت خارج از هر بال، آنها در مخالفت عمل می کنند: هنگامی که یک هواپیمای مسافربری چپ به سمت بالا حرکت می کند، کاهش آسانسور بر روی آن بال، سمت راست aileron deflects به سمت پایین، افزایش این آسانسور نامتقارن یک لحظه نورد ایجاد می کند، اجازه می دهد تا هواپیماهای بانکی به طور دستی و سیستم های خلبان را تفسیر کنند، یا سیستم های کنترل خودکار را اجرا کنند.

فیزیک پشت عملیات تکبرون ساده اما انتقادی است. [۶] زاویه انحراف، همراه با سرعت هوا و هندسه بال، تعیین نرخ رول.طرح های مدرن aileron شامل نوع اصلی flect برای کاهش این سنگ های مستقل بیشتر، که کمی به جریان هوا افزایش می یابد، زمانی که برای کاهش یاردوویر یا ادغام نامطلوب افزایش یافته است، و [F2]

ادغام Ailerons در سیستم های هوایی مستقل

در هواپیماهای مستقل، یکلرون به عنوان بخشی از یک سیستم کنترل حلقه بسته عمل می کند. ورودی از واحدهای اندازه گیری بی سابقه (IMU)، GPS، سنسورهای داده هوا و بینایی یا سیستم های LiDAR به یک کامپیوتر کنترل پرواز تغذیه می کند. کامپیوتر زاویه رول مورد نیاز برای دستیابی به عنوان، ارتفاع، یا مسیر، سپس دستورات سروو را برای حرکت دادن به یک فرآیند ثابت و یا حتی ده ها بار در هر شرایط پرواز دوم، محاسبه می کند.

سنسور Fusion و Redundancy

سیستم های مستقل نیاز به اطمینان بالا دارند. سنسورهای متعدد اضافی مانند IMU های سه گانه و کاوشگرهای سرعت هوا - ارائه داده های متقابل چک شده است. نرم افزار کنترل پرواز از الگوریتم های رای گیری برای شناسایی سنسورهای معیوب استفاده می کند و عملیات را با باقی مانده سالم ادامه می دهد. Aileron همچنین تکراری یا تکراری است، اغلب با منابع مستقل و کانال های کنترل این عدم اطمینان از یک گواهینامه واحد، عدم کنترل و عدم نیاز به خطر انداختن نیست.

الگوریتم های کنترل برای دقیق Maneuvering

کنترل aileron مستقل بر الگوریتم های پیشرفته متکی است.پروپورتال-integral-derive (PID) کنترل کننده های رایج هستند، اما روش های پیچیده تر مانند کنترل پیش بینی کننده مدل (MPC) [FLT 1) و یا محرک تنظیم کننده چهارratic (LQR) [FLT3] به طور فزاینده ای برای جلوگیری از یک سیستم عامل تنظیم کننده محیطی استفاده می شود.

مزایای کلیدی Ailerons در وسایل نقلیه مستقل و UAM

Ailerons مزایای متمایزی را ارائه می دهد که با نیازهای عملیاتی هواپیماهای مستقل و تحرک هوایی شهری هماهنگ می شود.

  • ثبات پایدار: Ailerons به طور خودکار با اختلالات رول از gusts یا نیروی نامتقارن مقابله می کند.در پرواز مستقل، کنترل کننده به طور مداوم نرخ رول و زاویه را نظارت می کند، و باعث می شود میکرو-adjustmentulations به حفظ سطح بال.این ثبات برای راحتی مسافر و جهت گیری دقیق (به عنوان مثال، اطمینان از یک اسکن ثابت).
  • آماده سازی Maneuvering: وسایل نقلیه UAM اغلب در فضای محدود کار می کنند - بین ساختمان ها، نزدیک به Realtiports، یا در هنگام انحراف اضطراری. Ailer ها فعال می کنند چرخش های سخت و سریع رول پاسخ با اتوماسیون، این مانور تبدیل به تکرار و بهینه سازی برای بهره وری انرژی، به عنوان مثال، eV-TO-F-Foff در حالی که ممکن است در یک حرکت عمودی در یک بال 2 استفاده کنند.
  • ایمنی بهبود یافته: تعدیل های واقعی یک برقرون خطر از دست دادن کنترل را کاهش می دهد.در صورت وقوع یک طوفان باد یا آشفتگی ناگهانی، سیستم مستقل واکنش سریع تر از یک خلبان انسانی، اعمال انحراف اصلاحی در میلی ثانیه، علاوه بر این، یک اقتدار می تواند برای تخلیه منفعلانه و کاهش خستگی و گسترش خستگی ساختاری استفاده شود.
  • بهینه سازی رضایت: استراتژی های کنترل پیشرفته به حداقل رساندن کشش با بهینه سازی تنظیمات برش aileron. برخی از سیستم های مستقل از یک همبرگر برای هماهنگی بانکی به نوبه خود استفاده می کنند، کاهش لغزش سمت و در نتیجه کشیدن به طور مستقیم به محدوده و مصرف انرژی پایین تر، بحرانی برای وسایل نقلیه الکتریکی UAM با ظرفیت باتری محدود.

استفاده در وسایل نقلیه تحرک هوایی شهری

وسایل نقلیه تحرک هوایی شهری - از جمله eVTOL ها، هواپیماهای بدون سرنشین و تاکسی های هوایی - چالش های منحصر به فرد که ailerons کمک به آدرس.این وسایل نقلیه باید فضای هوایی با موانع متراکم (ساخت، خطوط برق، هواپیماهای دیگر) و آب و هوا متغیر (پرندگان در اطراف آسمان خراش ها، تاد حرارتی) را هدایت کنند.

تبدیل eVTOL بین حالت های پرواز

بسیاری از طرح های eVTOL، مانند آنهایی که بال های شیب دار یا روتورهای شیب دار، انتقال بین پرواز عمودی و افقی، در طول انتقال، یکلر ثبات رول را حفظ می کند، در حالی که بال ها به تدریج مسئولیت را افزایش می دهند، به عنوان مثال، لیلیوم جت از یک شتاب دهنده در بال ثابت خود برای کنترل رول در طول پرواز پیش رو استفاده می کند، در حالی که طرفداران کانال الکتریکی توزیع شده آن، یارد و کنتراست زمین را فراهم می کند، در زمان انتقال انعطاف پذیر است که در یک کنسرت Silers ضروری است که در شش مرحله انتقال Siler را برای جلوگیری از یک برنامه ریزی برای جلوگیری از یک نوار Siler.

پیاده روی Urban Canyons

محیط های شهری الگوهای گردش هوایی پیچیده ایجاد می کنند. Ailer ها باید تغییرات ناگهانی ناشی از ساختمان ها را جبران کنند.سیستم های خودمختار از کنترل خوراک رو به جلو بر اساس برآورد باد زمان واقعی (از کاوشگرهای داده های هوایی یا سنسورهای جریان هوایی) برای جلوگیری از تخلیه یک همبرگر استفاده می کنند، این باعث کاهش گردش و حفظ راحتی مسافر می شود.

سر و صدا و پذیرش جامعه

طراحی Aileron همچنین بر سطح سر و صدا، یک عامل کلیدی برای پذیرش UAM تأثیر می گذارد. Deflected ailerons ایجاد کشش اضافی و تلاطم، تولید صدا مهندسین در حال بررسی (FLT:0) از بین بردن ailerons که تغییر شکل زیر به طور زیر به کاهش سر و صدا در حالی که حفظ اقتدار، به عنوان مثال، پیگیری انعطاف پذیر لبه های پر از این نوآوری های یکپارچه به احتمال زیاد به آن تبدیل خواهد شد.

توسعه های آینده در تکنولوژی Aileron برای پرواز مستقل

تحقیقات و توسعه همچنان به فشار دادن قابلیت های بی نظیر ادامه می دهند. S چندین روند تکامل خود را برای خودروهای خودران و UAM شکل می دهد.

مواد هوشمند و ساختارهای Morphing

آلیاژهای حافظه شکل، محرک های پازوالکتریک و elastomers diالکتریک قادر به تغییر شکل بدون لولاهای مجزا هستند.این باعث کاهش نگهداری، وزن و سر و صدا می شود.کنترل کنندگان مستقل می توانند تغییرات ظریف برای کنترل رول خوب را به اجرا بگذارند. NASA و محققان دانشگاهی نشان داده اند که adaptive ailerons که مصرف کننده متفاوت است تا عملکرد استاندارد در سراسر سطوح پرواز را بهبود بخشد.

هوش مصنوعی و یادگیری ماشین

سیستم های کنترل مبتنی بر هوش مصنوعی می توانند تنظیمات بهینه را از داده های شبیه سازی شده و واقعی پرواز یاد بگیرند.عامل های یادگیری تقویت کننده می توانند سیاست هایی را توسعه دهند که استفاده از انرژی را در هنگام نگهداری ردیابی دقیق مسیر، به حداقل رساندن ردیابی دقیق مسیر، این سیستم ها همچنین می توانند با تخریب محرک یا تغییرات ساختاری در طول زمان سازگار شوند، گواهینامه همچنان یک چالش است؛ FAA راهنمایی در مورد اطمینان از نرم افزار [F1] نیاز به بررسی و تقویت اجزای یادگیری کلاسیک دارد که ردیابی سیستم های کنترل سیستم های شبکه های عصبی است.

کنترل سطوح

به جای آستر های معمولی، برخی از طرح های UAM استفاده از سطوح کنترل توزیع شده - چند فلپ کوچک در امتداد لبه برش بال است که می تواند به صورت جداگانه عمل کند تا کنترل رول با قرمز و توزیع بهینه از بارهایودینامیک را فراهم کند.

افزایش شبیه سازی و آزمایش

محیط های شبیه سازی بافیادل بالا به الگوریتم های کنترل خودکار اجازه می دهد تا بر پویایی آسترون بدون خطر پرواز آزمایش شوند. دوقلوهای دیجیتال از وسایل نقلیه UAM شامل مدل های aileron زمان واقعی، قادر به سرعت اجرای قوانین کنترل مانند شرکت ها مانند Joby Aviation و Volocopter از شبیه سازی گسترده استفاده می کنند.

همچنین بخوانید: در این زمینه و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی و بررسی

نتیجه گیری

Ailerons باقی مانده یک جزء ضروری از کنترل پرواز، حتی به عنوان انتقال هواپیما به عملیات تحرک هوایی مستقل و شهری، توانایی آنها برای ارائه کنترل رول دقیق، همراه با سنسورهای پیشرفته، سیستم های اضافی و الگوریتم های هوشمند، پرواز امن و کارآمد در محیط های پیچیده هوایی را قادر می سازد - از طریق مواد هوشمند، کنترل مبتنی بر هوش مصنوعی و سطوح توزیع شده - شاترها به پاسخگویی به نیازهای نسل بعدی حرکت هوایی خود را در واقعیت حمل و نقل هوایی ادامه خواهد داد.