四旋翼無人機的案例
四旋翼無人直升機論文
摘 要
四旋翼飛機由于其結構復雜、操縱性差等缺點導致其研究進展較為緩慢。近些年來，隨著新型材料、微機電（MEMS）、微慣導（MIMU）技術和飛行控制理論的發展，四旋翼無人直升機獲得了越來越多地關注。
四旋翼無人直升機在軍事和民用領域具有廣闊的應用前景，可用來環境監視、情報搜集、高層建筑實時監控、協助和救助、電影拍攝和氣象調查等；它還是火星探測無人飛行器的重要的研究方向之一。
本文針對小型四旋翼無人直升機，以TMS320F28335為核心，設計了四旋翼無人直升機控制器的軟硬件系統，實現了近地環境下的姿態控制。
首先，根據設計目標對控制系統總體結構、軟硬件整體進行設計。按功能將控制系統劃分成機體平臺、控制器模塊、傳感器模塊、電源模塊、數據處理模塊和通訊模塊六個獨立的模塊。
為了克服A/D轉換存在的偏差和高頻噪聲問題，本文設計了軟件矯正算法數字低通濾波器，減少了A/D偏差，降低了高頻噪聲。
姿態控制是飛行控制的核心問題，四旋翼無人直升機的結構特殊性決定了其控制器設計的特殊性：四旋翼無人直升機通過四個螺旋槳實現對六個被控量的控制，是一個欠驅動系統。本文建立了四旋翼無人機的非線性動力學模型，設計了PID控制器進行姿態控制。仿真和實際系統控制結果表明，該PID控制器可以得到較好的姿態控制效果，驗證了控制系統設計的有效性。
關鍵詞：四旋翼無人直升機，控制器，捷聯慣導，DSP
一、緒論
1.1 引言
與固定翼飛機相比，旋翼機具有垂直起降的能力。四旋翼直升機是一種外形獨特的旋翼機，國外對四旋翼飛機有多種叫法，如four-rotor、Quardrotor、X4-Flyer、4 rotors helicopter等等。
由于結構的對稱性，四旋翼直升機在操縱性和機械機構方面具有很多潛在的優勢。
展開 基于3d打印結構拓撲優化的四旋翼無人機
基于3D打印結構拓撲優化的四旋翼無人機
摘要
四旋翼無人機因具備垂直起降，自由懸停，體積小，用途多樣且成本低等優點已經獲得了廣泛的應用。目前制約四旋翼無人機進一步發展的重要因素之一就是其續航時間較短，載重小。現階段工業制造中普遍通過提升動力的方法來延長續航時間，而對于機架結構優化設計方面的研究較少。本文將結構拓撲優化設計和3D打印技術結合在一起，對四旋翼的機架部分進行拓撲優化，實現了四旋翼結構的優化減重設計，并采用數值分析的方法，對優化結構進行了強度、穩定性分析和固有模態分析。并通過增材技術完成優化后機架的制作，對實物進行了測試試驗驗證了其可行性。該研究為四旋翼的輕量化設計及延長續航時間提供了一種新的思路。
關鍵詞：四旋翼無人機，拓撲優化，增材技術
目錄
摘要 1
一、緒論
（一）選題背景及研究意義
（二）國內外發展現狀
（三）本文研究內容及目的
二、無人機總體設計及初始模型建立
（一）機架材質及構型選擇
1、機架材質選擇
2、初始構型確定
（二）動力及飛控系統選擇
1、動力系統
2、飛控系統
（三）仿真分析
1、四旋翼結構優化工況分析
2、模型仿真分析
三、結構拓撲優化及仿真分析
（一）結構拓撲優化及優化模型確定
1、模型1拓撲優化分析
2、模型2拓撲優化分析
（二）優化結構重構
（三）拓撲優化結構靜力學及動力學分析
四、應用前景分析
結論
參考文獻
一、緒論
（一）選題背景及研究意義
近年來，隨著無人機技術的發展，特別是多旋翼無人機，在面向中小型飛行應用領域，多旋翼無人機相比固定翼和直升機具有很多優勢，如尺寸小、結構簡單、可靠性高、成本低、對復雜環境適應性較強等。
展開 CFD專欄丨四旋翼無人機空氣動力學仿真
“
四旋翼無人機的飛行原理
直升機有尾旋翼的設計是為了抵消主旋翼旋轉時產生的旋轉力矩，如果沒有尾旋翼直升機的機體會向著主旋翼旋轉方向相反的方向自旋。而四旋翼無人機采用十字型對稱分布，四個旋翼互相抵消回旋影響，當平衡飛行時，陀螺效應和空氣動力扭矩效應均被抵消。如果想轉向的話，只要打破這個平衡就可以了。
按照圖中的旋轉方向，增加 1、4 的轉速減少 2、3 的轉速可以產生逆時針轉動；反之，減少 1、4 的轉速 增加 2、3 的轉速可以在順時針轉動。如果想讓無人機左平移，那么它就得降低左側3、4兩個槳葉的轉速，提高右側1、2兩個槳葉的轉速，這樣無人機就會向左傾斜，根據力的分解，升力在水平方向的分力就會使無人機向左平移。
同理，當右側低于左側時，向右平移。當前面轉速低于后面時，向前平移，當后面轉速低于前面時，向后平移。
展開 四旋翼無人機單翼受壓分析
案例題目：四旋翼無人機單翼受壓分析
案例簡介：
本案例中選取了一種四旋翼的無人機模型作為研究對象，省略了其中的電路，馬達等零部件，模擬其主體結構在地面上單翼受壓時的受力及變形情況。
計算結果如下圖所示，具體細節參見附件。
變形過程
等效應力分布
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靜音版操作視頻：
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多旋翼無人機的振動實驗和仿真分析
摘 要：
對多旋翼無人機的結構振動問題進行了設計研究。在小型多旋翼無人機上，激光振動儀驗證了加速度傳感器測量振動的可靠性，發現圓形碳纖維臂具有較強的阻尼能力，z軸方向振動最強。實驗表明，多旋翼無人機臂的主要振動為300 Hz以下的低頻振動，主要產生扭轉和彎曲模態。該研究還提出了一種抑制多旋翼無人機振動的改進策略。
關鍵詞：多旋翼無人機;結構振動;低頻;扭轉模態;彎曲模態;
現在無人機系統正朝著提高無人機自主能力方向發展，主要集中在提高其智能化水平上，如環境感知[1]、規劃[2,3]和控制[4]等，但是對于無人機結構本身關注的不太多。作為下一代新型交通工具的候選者，多旋翼無人機的安全性和乘坐舒適性無疑是至關重要的，因此，對無人機振動帶來結構性損壞以及噪聲影響也應該得到更加廣泛關注。
文獻[5]對微型四旋翼飛行器氣動和振動特性進行了分析，探討了螺旋槳對振動的影響。文獻[6]提出了一種自動風險評估的通用方法，為復雜環境下空中作戰風險評估提供了一個模塊化的、數據驅動的框架。還有很多學者通過研究無人機局部振動信息來提升穩定性，如文獻[7]通過對小型多旋翼無人機結構振動分析得到敏感的電子設備安裝位置，文獻[8]設計了一款抗振模塊來保護敏感電子設備。文獻[9]研究電機振動與無人機穩定性的關系，防止在飛行過程中無人機電機振動過大而對無人機造成更大的損害。也有很多文獻研究無人機整體振動的影響，如文獻[10]利用風洞對多旋翼無人機進行實驗，確定力和力矩以及電功率與風速、旋翼速度和飛行器姿態的函數關系。
本文基于已有的數據，通過仿真和實驗獲取小型多旋翼無人機振動模態基礎上，使用相同的方法，利用計算機輔助設計工具設計載人無人機，通過仿真和實驗數據，獲取載人無人機主要位置的振動模態數據，該數據也有對后續對無人機減振改進提供實驗數據。
展開 一臺高度靈活的四旋翼無人機
蘇黎世大學一個研究小組開發了一種高度靈活的四旋翼無人機，能夠避開障礙物并進行軌跡跟蹤。
新設計包括添加機載視覺傳感器、飛行控制監控系統和一系列其他組件，旨在提高無人機實時接收和處理飛行信息的能力。
他們還添加了一個高級AI模塊NVIDIA Jetson TX2，該模塊能夠快速執行支持無人機硬件的復雜任務，以實現平穩靈活的飛行。
研究人員在廣泛的飛行范圍內測試了他們的無人機，從緩慢和穩定，到全速到避開障礙物。他們發現他們的無人機能夠在 50 至 70 公里/小時的速度范圍內保持敏捷性。他們還發現它可以進行運動捕捉軌跡跟蹤，即無人機不斷觀察其在空中的位置，并添加時間實例，以顯示其所在的位置和時間。他們還測試了其在虛擬現實模擬中的應用。他們還注意到，該系統能夠邊走邊學，正因為如此，其性能隨著時間的推移敏捷度會進一步提高。
結果顯示，該無人機在靈活性、障礙跟蹤和回避方面都優于其他系統。
研究人員認為，它的性能將其提高到可以用于對時間敏感的現實世界任務的程度，如搜索和救援行動，或許還可以用于運送貨物。該團隊還實現了軟件和硬件的開源。
展開 無人機飛控系統的原理、組成及各傳感器的作用
在十字形結構的四個端點分別安裝一個由兩片槳葉組成的旋翼為飛行器提供飛行動力，每個旋翼均安裝在一個電機轉子上，通過控制電機的轉動狀態控制每個旋翼的轉速，來提供不同的升力以實現各種姿態；每個電機均又與電機驅動部件、中央控制單元相連接，通過中央控制單元提供的控制信號來調節轉速大小；IMU慣性測量單元為中央控制單元提供姿態解算的數據，機身上的檢測模塊為無人機提供了解自身位姿情況最直接的數據，為四旋翼無人機最終實現復雜環境下的自主飛行提供了保障。
現將位于四旋翼機身同一對角線上的旋翼歸為一組，前后端的旋翼沿順時針方向旋轉，從而可以產生順時針方向的扭矩；而左右端旋翼沿逆時針方向旋轉，從而產生逆時針方向的扭矩，如此四個旋翼旋轉所產生的扭矩便可相互之間抵消掉。
由此可知，四旋翼飛行器的所有姿態和位置的控制都是通過調節四個驅動電機的速度實現的。
一般來說，四旋翼無人機的運動狀態主要分為懸停、垂直運動、滾動運動、俯仰運動以及偏航運動五種狀態。
懸停
懸停狀態是四旋翼無人機具有的一個顯著的特點。
在懸停狀態下，四個旋翼具有相等的轉速，產生的上升合力正好與自身重力相等，即。并且因為旋翼轉速大小相等，前后端轉速和左右端轉速方向相反，從而使得飛行器總扭矩為零，使得飛行器靜止在空中，實現懸停狀態。
垂直運動
垂直運動是五種運動狀態中較為簡單的一種，在保證四旋翼無人機每個旋轉速度大小相等的倩況下，同時對每個旋翼增加或減小大小相等的轉速，便可實現飛行器的垂直運動。
當同時増加四個旋翼轉速時，使得旋翼產生的總升力大小超過四旋翼無人機的重力時，即，四旋翼無人機便會垂直上升；反之，當同時減小旋翼轉速時，使得每個旋翼產生的總升力小于自身重力時，即，四旋翼無人機便會垂直下降，從而實現四旋翼無人機的垂直升降控制。
展開 無人機飛控系統的原理、組成及各傳感器的作用
在十字形結構的四個端點分別安裝一個由兩片槳葉組成的旋翼為飛行器提供飛行動力，每個旋翼均安裝在一個電機轉子上，通過控制電機的轉動狀態控制每個旋翼的轉速，來提供不同的升力以實現各種姿態；每個電機均又與電機驅動部件、中央控制單元相連接，通過中央控制單元提供的控制信號來調節轉速大小；IMU慣性測量單元為中央控制單元提供姿態解算的數據，機身上的檢測模塊為無人機提供了解自身位姿情況最直接的數據，為四旋翼無人機最終實現復雜環境下的自主飛行提供了保障。
現將位于四旋翼機身同一對角線上的旋翼歸為一組，前后端的旋翼沿順時針方向旋轉，從而可以產生順時針方向的扭矩；而左右端旋翼沿逆時針方向旋轉，從而產生逆時針方向的扭矩，如此四個旋翼旋轉所產生的扭矩便可相互之間抵消掉。
由此可知，四旋翼飛行器的所有姿態和位置的控制都是通過調節四個驅動電機的速度實現的。
一般來說，四旋翼無人機的運動狀態主要分為懸停、垂直運動、滾動運動、俯仰運動以及偏航運動五種狀態。
懸停
懸停狀態是四旋翼無人機具有的一個顯著的特點。
在懸停狀態下，四個旋翼具有相等的轉速，產生的上升合力正好與自身重力相等，即。并且因為旋翼轉速大小相等，前后端轉速和左右端轉速方向相反，從而使得飛行器總扭矩為零，使得飛行器靜止在空中，實現懸停狀態。
垂直運動
垂直運動是五種運動狀態中較為簡單的一種，在保證四旋翼無人機每個旋轉速度大小相等的倩況下，同時對每個旋翼增加或減小大小相等的轉速，便可實現飛行器的垂直運動。
當同時増加四個旋翼轉速時，使得旋翼產生的總升力大小超過四旋翼無人機的重力時，即，四旋翼無人機便會垂直上升；反之，當同時減小旋翼轉速時，使得每個旋翼產生的總升力小于自身重力時，即，四旋翼無人機便會垂直下降，從而實現四旋翼無人機的垂直升降控制。
展開 四旋翼無人飛行器仿真分析
四旋翼無人飛行器仿真分析
旋翼無人飛行器具有垂直起降／著陸、可懸停、機動性好及結構簡單等多種優點，無論是在軍事領域還是民用領域，都有非常廣泛的應用價值。
作為垂直／短距起降飛行器，多旋翼無人飛行器不受起降場地的限制，具有很強的適應性，一直是各國軍方關注的焦點。多旋翼無人飛行器與常規的飛行器相比，具有垂直起降、著陸、懸停、縱飛和側飛等飛行特性。隨著近年來微電子、微機械、計算機技術及電池等技術的飛速發展，小型四旋翼無人機的體積、重量、靈活性和機動性等多個方面有了長足的進步。根據動力配置形式的不同，旋翼無人飛行器一般有四旋翼、六旋翼和八旋翼等。根據飛行器的飛行方式，一般分為自由型及系留型。目前的產品主要集中在自由型多旋翼，其載重量較小，主要面向航模愛好者，應用領域為航拍，單塊電池僅能支持飛行器滯空１５ｍｉｎ左右。而系留型多旋翼飛行器具有覆蓋面積大、留空時間長、機動性能強及效能費用比高等顯著的特點，無論是在軍事領域還是民用領域，都有非常廣泛的應用價值。四旋翼無人飛行器在結構上更為簡潔：四只旋翼相互抵消扭矩，不需要專門的反扭矩槳；具有更簡潔的控制方式，僅通過改變四只旋翼的轉速即可實現各種姿態控制。因此，系留型四旋翼無人飛行器備受國內外很多專家和學者的關注和研究。
本文以系留型四旋翼無人飛行器為研究對象，采用通用大型有限元分析軟件Ａｂａｑｕｓ建立了對應的力學仿真模型。應用該仿真模型對該旋翼無人飛行器在旋翼升力、風載荷及降落沖擊等工況下的結構強度和剛度響應進行了仿真分析，得到了對應的安全裕度數據，為該無人機的結構設計提供了理論依據。
系留型四旋翼飛行器系統是一種有４個螺旋槳且螺旋槳呈十字交叉形式的飛行器，如圖１所示。整個飛行平臺結構包含中心架（設備艙）、支撐臂、起落架及其他系統的受力結構等。
展開 ABAQUS四旋翼無人飛行器仿真分析
旋翼無人飛行器具有垂直起降／著陸、可懸停、機動性好及結構簡單等多種優點，無論是在軍事領域還是民用領域，都有非常廣泛的應用價值。
作為垂直／短距起降飛行器，多旋翼無人飛行器不受起降場地的限制，具有很強的適應性，一直是各國軍方關注的焦點。多旋翼無人飛行器與常規的飛行器相比，具有垂直起降、著陸、懸停、縱飛和側飛等飛行特性。隨著近年來微電子、微機械、計算機技術及電池等技術的飛速發展，小型四旋翼無人機的體積、重量、靈活性和機動性等多個方面有了長足的進步。根據動力配置形式的不同，旋翼無人飛行器一般有四旋翼、六旋翼和八旋翼等。根據飛行器的飛行方式，一般分為自由型及系留型。目前的產品主要集中在自由型多旋翼，其載重量較小，主要面向航模愛好者，應用領域為航拍，單塊電池僅能支持飛行器滯空１５ｍｉｎ左右。而系留型多旋翼飛行器具有覆蓋面積大、留空時間長、機動性能強及效能費用比高等顯著的特點，無論是在軍事領域還是民用領域，都有非常廣泛的應用價值。四旋翼無人飛行器在結構上更為簡潔：四只旋翼相互抵消扭矩，不需要專門的反扭矩槳；具有更簡潔的控制方式，僅通過改變四只旋翼的轉速即可實現各種姿態控制。因此，系留型四旋翼無人飛行器備受國內外很多專家和學者的關注和研究。
本文以系留型四旋翼無人飛行器為研究對象，采用通用大型有限元分析軟件ABAQUS建立了對應的力學仿真模型。應用該仿真模型對該旋翼無人飛行器在旋翼升力、風載荷及降落沖擊等工況下的結構強度和剛度響應進行了仿真分析，得到了對應的安全裕度數據，為該無人機的結構設計提供了理論依據。
系留型四旋翼飛行器系統是一種有４個螺旋槳且螺旋槳呈十字交叉形式的飛行器，如圖１所示。整個飛行平臺結構包含中心架（設備艙）、支撐臂、起落架及其他系統的受力結構等。
圖１ 系留型四旋翼無人飛行器結構示意圖
在Ａｂａｑｕｓ軟件中建立的有限元模型如圖２所示。
展開 “無人機殺手”狂魔成績非凡，秘密武器未服役就已擊落數十架
而且它們的速度很慢，激光武器拿這些無人機來用于打靶測試，帶有強烈的初步試驗性質。
實際上現在各國的無人機技術已經非常發達。比如現在的廣域無人機，飛行高度大，續航時間長，普通的小功率激光武器無法將其摧毀。再則就是袖珍無人機開始走向戰場，例如黑蜂無人機，只有手掌大小，可以提供很好的車輛和單兵態勢感知能力，而激光武器的傳感器要發現這些小家伙有著很大的困難。
▲圖為美國陸軍的測試人員正在查驗用作靶標的小型四旋翼無人機。
盡管存在著很多的局限性，MEHEL激光武器系統當前取得的成績也是非常值得肯定的。別小看這種民用的四旋翼無人機，由于使用的技術相對低端，制造成本非常廉價，所以極其容易獲得。
而一些較為貧窮的武裝，已經開始使用四旋翼無人機來進行火炮校射，發現藏匿于障礙物后方的敵軍人員和裝備。除此之外，中東地區的戰爭雙方還發展出了用于進行自殺式攻擊的無人機，而且一度取得了不小的戰果，獲得外界廣泛的關注。
正是因為很容易制造，使小型無人機可以大量投入戰場，而且往往采用蜂群攻擊的模式，令防御的一方非常頭疼。鑒于現有激光武器存在的不足，美軍也在進行一系列的改進，比如增大功率。斯崔克戰車試驗平臺上，很快就會裝上功率為100千瓦級的激光武器，預計在2022年進行試射。任何新裝備都不是一帆風順的，但可以肯定的是，激光武器在反無人機方面將會發揮極大的作用。
來源：云上的空母
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從工業設計角度談多旋翼無人機的設計
4.1用途
近年來隨著多旋翼無人機技術的高速的發展，應用場景越來越多的，在軍事方面，多旋翼無人機分為偵察機和靶機，偵察機用于完成戰場偵察和監視、定位校射、毀傷評估、電子戰等；民用方面，如邊境巡邏，物流運輸，航空攝影，航空探礦，災情監視，交通巡邏等；
在工業設計上，需要考慮的是多旋翼無人機具體的應用場景，融合行業應用的特點進行設計。
4.2功能
功能是多旋翼無人機與用戶之間的基本關系，用戶在使用多旋翼無人機時，從產品的功能中獲得滿足。多旋翼無人機的功能設計體現了產品的實用性原則。在合乎實用性設計原則之上，再考慮多旋翼無人機的創新與藝術性原則，功能即是無人機工業設計的核心點。
4.3結構
對于多旋翼無人機結構常見的有有四旋翼，六旋翼，八旋翼等，無論多旋翼無人機尺寸大小，都基本包括：中心板，機臂，飛控，電調，接收機，高度計，數傳電臺，GPS，IMU，升力裝置和動力裝置等。對于行業應用的多旋翼一般還配有，云臺，圖傳，避障裝置，VR設備，任務載荷等。多旋翼無人機的結構關乎產品功能需求。設計需要根據是產品定位和市場為導向。
4.4形式
形式美是構成多旋翼無人機的外部材料的自然屬性，以及它們的組合規律所呈現出的獨特的審美特性。無人機的產品美是無人機與形式高度統一的復合體。視覺是用戶認知無人機最直接手段，多旋翼無人機的外觀在依附于功能和性能，在滿足功能和性能的前提下，好的工業設計設計能刺激客戶購買欲望。
展開 印度浦那 MIT 使用 Inspire 設計無人機配件
行業：教育/無人機
挑戰：設計、制造并測試使用拓撲優 化技術完成減重和增加強度的四旋翼無人機
Altair 解決方案：使用 solidThinking Inspire，制 造了兩個全新的輕量化 3D 打 印零部件，新部件優化了無人機的設計空間。
優點：成功實現了拓撲優化技術 和3D打印的協同；在制造的兩個機身的測試中都觀察到穩定的飛行特性 ；大幅縮短設計時間 ；必要部件的數量從六個減 到一個；與初始基礎模型相比，平均減重32%
背景介紹
成立于1983 年的浦那馬哈拉施特拉理工學院（MIT），是印度頂尖的理工類 院校。馬哈拉施特拉理工學院的教學理念是為學生提供優良的資源和環境，以便他們在面對當下社會中最具挑戰性的工程問題時，能夠成功地處理并找到對應的解決方案。
Arnab Chattopadhyay, Vishal Bagthadia, Sanat Munot 和 Sumod Nandanwar 是 MIT 的本科生團隊，在浦那 MIT 副教授 Mr. Girish S. Barpande 的指導下，致力于完成他們的畢業研究項目，即“無人機的拓撲優化”。此外，該團隊還和 Mr. Chaitanya Kachare 緊密合作，Mr. Chaitanya Kachare 是 MIT 設計學院（MIT Pune 的姊妹單位）的交通設計副教授，并指導該團隊在畢業設計中遇到的增材制造和設計美學的難題。
當該團隊在設計無人機時，必須考慮很多因素。然而，飛行器無人駕駛的特點，已為他們消除了許多設計上的限制，這使得設計過程更加自由。在該設計系 統中使用拓撲優化技術有助于提高設計自由性，而設計過程更自由往往能夠快速提升飛行器性能。
該團隊的項目目標是設計、制造并測試四旋翼無人機。
展開 上周的 Fidelity CFD
網絡研討會
使用 Fidelity 的無人機 (UAV) 諧波 CFD 仿真 - 4 月 16 日
無人駕駛飛行器 (UAV) 在我們的日常生活中變得越來越普遍，因為它們的應用范圍從軍事監視和安全檢查擴展到包裹遞送、媒體報道、測繪、無人機競賽等等。UAV（也稱為無人駕駛飛機）的開發受到越來越苛刻的能力要求、噪音限制和運營效率目標的制約。專注于無人機（尤其是多旋翼無人機）的研發團隊依靠 CFD 模擬來加速這些飛行器的技術開發。觀看此網絡研討會，我們的專家將指導您在 Cadence Fidelity CFD 平臺中完成通用四旋翼四旋翼無人機諧波仿真。
使用 Fidelity CFD 評估汽輪機級的葉片顫振
汽輪機在當今的能源行業中不可或缺。隨著工程師努力從加壓蒸汽中提取更多的勢能，當前的趨勢是設計更長更輕的葉片。通常，汽輪機低壓級中的葉片長度可能超過 1 米，這使得它們容易發生顫動，這是一個主要的結構問題。模擬顫振需要通過 CFD 分析對流固耦合 (FSI) 進行建模。FSI 模擬具有挑戰性，涉及網格變形技術、復雜的建模和流動的不穩定性。Cadence 的解決方案包括執行復雜流固耦合仿真所需的所有工具。
來自博客
HiFi-TURB 項目 - 使用 AI 和 ML 進行湍流建模
今天，應用流體動力學的一個重大挑戰是缺乏對湍流相關特征的理解。讓我們對將 CFD 應用于飛機機翼上的流動分離、激波邊界層相互作用等應用缺乏工業信心。提高復雜流體流動模型的能力可以減少能源消耗、溫室氣體 (GHG) 排放和噪音來自飛機、汽車和輪船的輻射。這些復雜的模型可以以高度競爭的方式對經濟和工業領導地位產生有利影響。因此，理解、建模和預測湍流現象對于高效和環境安全的設計至關重要。
展開 無人機射箭距離短精度差 ±10cm
帝國理工學院研究人員發表了一項新的研究：一款新型無人機。該無人機可以用射箭的方式把傳感器送入一些危險區域，以供研究人員進行后續的調查。
該無人機，重量為650克，最大飛行時間為16分鐘，一次充電裝機最多可發射17次，最遠能夠在距目標4米處（改用常規箭頭距離會比較好看了），以正負10厘米的精度將30克重的傳感器送到目標點，玩射箭的朋友知道后會笑掉大牙。
在實驗中，研究人員使用的是一個重量為24g傳感器吊艙，吊艙包括用于彈簧壓縮的元件、飛行穩定器和用于傳感器的囊。用于發射傳感器的能量則是通過線性彈簧以彈性能量進行存儲。
如下圖所示，無人機內置了兩個偏置彈簧，一個能提供偏壓力，一個用于創造不連續的響應機制。如果需要某種特定的發射行為，我們可以通過修改兩個彈簧的厚度、SMA驅動器導線的直徑和A與β的值來實現。
這項研究由帝國理工大學的空中機器人實驗室(Aerial Robotics Laboratory)主要執行完成。
他們還擁有許多無人機相關創意，例如這個自主四旋翼無人機系統，配有絞車式磁體，能夠在垂直表面上棲息并沿垂直表面滑動，以便在附近進行檢查。
基于這項研究，無人機就可以在各類設施表面垂直懸停和棲息，從而實現各種地面操縱和維修任務。
還有這個可以被動自適應棲息的自主四旋翼無人機系統。
這個系統能使無人機穩定地附著在各種表面上，包括樹枝和管道等。此外，研究人員還開發了一種混合動力運動控制器，以確保無人機達到所需姿態時可以調節纜線張力。
在實驗過程中，研究人員對其進行了80多次的反復測試，可以發現，縱向的精度會隨著距離的增加而降低，而橫向的精度會受到發射時俯仰偏航和側傾振蕩的影響，但總的來說，隨著目標距離增加，下降趨勢明顯。
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