Сотрудники Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН разработали прототип беспилотного летательного аппарата, предназначенного для измерения турбулентности атмосферы. О разработке рассказали на XI Международном форуме технологического развития «Технопром-2024». Также ученые создали малую аэродинамическую трубу для исследования обледенения летательных аппаратов.
«Этот дрон предназначен прежде всего для метеорологических исследований: для контроля того, как ведут себя воздух, ветер, насколько турбулентная атмосфера. Использовать эту информацию можно как для предсказания каких-то климатических процессов, так и для обеспечения безопасности воздушного движения», — отметил младший научный сотрудник ИТПМ СО РАН кандидат физико-математических наук Андрей Сергеевич Шмаков.
Размер прототипа — около 30 сантиметров, он сферической формы. Аппарат оснащен четырьмя вентиляторами, которые реагируют на движение воздуха. По динамике его полета можно будет определять направление и силу ветра.
По словам ученых, с технической точки зрения аппарат не представляет из себя ничего сложного, основное его преимущество в программном обеспечении. Чтобы «мозг» дрона корректно вычислял параметры набегающего на него потока, нужно его откалибровать. Для этого сотрудники ИТПМ СО РАН разработали специальную аэростену, оснащенную множеством малюсеньких вентиляторов, каждый из которых управляется отдельно.
«Таким образом можно создавать контролируемые возмущения, которые меняются со временем, причем достаточно интенсивно. Для того чтобы в процессе этой калибровки дрон не повредился, он закрепляется в зоне действия аэростены на подвижном шарнире. Эта мера безопасности позволяет испытания на критических режимах», — сказал Андрей Шмаков.
Пока вычисления параметров проводятся на отдельно подключенном компьютере. В дальнейшем, как отмечают ученые, достаточно просто будет сделать блок обработки воздушных сигналов на борту дрона.
Кроме того, в ИТПМ СО РАН для изучения процесса обледенения летательных аппаратов создана малая аэродинамическая труба. Она представляет собой замкнутый контур, в котором охлаждается воздух и куда на специальных режимах впрыскивается вода. Туда помещают летательный аппарат и изучают, что с ним происходит. Труба позволяет понять, сколько льда намерзает на модель за исследуемое время в зависимости от скорости, температуры и дисперсности жидкофазного потока. Специальные 3D-сканеры позволяют получить трехмерную цифровую модель ледяного нароста.
«Например, если нужно понять, к каким последствиям приведет наличие ледяного нароста на крыле, можно сделать измерения и создать с помощью 3D-печати или фрезеровки копию аппарата с обледенением. Затем эту копию продуть в обычной аэродинамической среде, провести весовые испытания и сравнить результаты с характеристиками исходного крыла», — прокомментировал Андрей Шмаков.
«Наука в Сибири»
Фото Софьи Жуманиязовой
