За счет вертикального градиента скорости ветра. Представьте лыжника, стоящего на земле с кайтом. Кайт тянет его вперед, а трение лыж назад. В воздухе роль силы трения лыж выполняет лобовое сопротивление нижнего планера. Верхний планер должен быть направлен против ветра, а нижний по ветру. В общем, полная аналогия лыжника с кайтом. Вся система будет лететь по ветру. При этом разница в силе ветра должна быть выше минимальной скорости полета верхнего планера (чтобы он вообще мог лететь и тянуть нижнего). Гм… или выше суммы с нижним, в общем, выше минимальной скорости полета верхнего, когда система уже находится в устоявшемся движении.
На практике такая схема для полета человека мало применима, потому что перепад скорости ветра даже в 10 м/с достигается где-то на 1-2 км высоте, и то не всегда. Хотя и реальна. А вот маленькие легкие модельки успешно так летают на связке в пару десятков метров. Я искал ссылку на пример, но что-то не нашел. Эта схема любопытная, но малоизвестная.
Над волнами, как показано в ролике — это обычное парение в динамике. Ветер натыкается на волну, поднимается вверх, и если эта восходящая часть потока выше собственного снижения птицы, то этот восходящий поток поднимает и ее. Это неинтересно. Так летают все подряд — дельтапланеристы/парапланеристы/планеры вдоль склонов гор и на поднимающихся теплых столбах воздуха над равниной (термиках).
Гораздо интереснее динамическое парение на чистом градиенте ветра. Не требующее вообще никаких возвышенностей! И возможное даже над плоской равниной. Насколько я знаю, так делают только альбатросы, потому что для этого нужно иметь очень высокое аэродинамическое качество (больше 20), а главное — способность эффективно переводить кинетическую энергию в потенциальную.
Если коротко, ветер у земли притормаживается из-за трения, из-за чего возникает вертикальный градиент скорости. Альбатрос на высоте 10 м, где ветер сильнее, летит по ветру, а потом начинает резко снижаться (не планируя, как обычно, а пикируя). Из-за набранной наверху скорости и накопленной кинетической энергии, внизу, в более медленном потоке, у него получается воздушная скорость относительно ветра выше его нормальной. Это приводит к увеличению подъемной силы выше веса птицы. Альбатрос резко разворачивается у земли и, используя этот избыток подъемной силы, взмывает обратно наверх против ветра. Где снова разворачивается и так повторяет цикл.
В статье об этом не сказано, но скорее всего пеликаны используют комбинированный способ (на чисто градиентный у них вроде не хватает качества). И восходящие потоки от самих волн, и разницу в горизонтальных скоростях ветра, как в градиентном парении. Эволюция… За миллионы лет птицы научились чувствовать малейшие изменения в скоростях ветра, и использовать это. Потому что любой перепад скорости в потоке — это кинетическая энергия, пришедшая извне. А значит, ее можно использовать для улучшения своего собственного полета.
Строго говоря, за счет градиента ветра могли бы летать и люди — достаточно чтобы на разных высотах разница в скорости ветра была 8 м/с или выше. Равная минимальной воздушной скорости, на которой ЛА способен лететь. На высоту можно запустить планер/парашют/параплан/кайт, соединенный тросом со вторым планером, в котором сидит пилот. Верхний за счет разницы в скоростях ветра будет тянуть нижний, и вся связка будет способна лететь по ветру. Абсолютно халявно, без топлива, и на любые расстояния! Как альтернатива воздушным шарам.
То есть понять смысл картины, не говоря уже о её интерпретациях и художественной ценности.
Ну а что такое "понять"? Ведь технически это один нейрон вытянул отросток, коснулся им другого нейрона, и через синаптическую щель с помощью нейромедиаторов передал ему электрический импульс. И вот тут возникает вопрос — а насколько случаен рост этих отростков? Или, в случае младенцев, отмирание лишних отростков (если кто не знает, у младенцев переизбыток синапсов в мозгу и первое время лишние отмирают).
Ведь это не полностью случайный процесс. Рост клеток, в том числе нейронов, а также формирование разных органов из одинаковой исходной ДНК определяется, в основном, двумя факторами: физическим упором растущей клетки в какую либо стенку (в другую клетку рядом, например) и концентрацией разных химических веществ. И отростки у нейронов тоже растут не полностью случайно. Их рост стимулируется нейромедиаторами как ответ на внешнее воздействие. А также зависит от кровоснабжения самого нейрона и т.д.
Есть ненулевая вероятность, что случайности в формировании мозга пренебрежимо малы. Хотя бы потому, что организм имеет механизмы гомеостаза (поддержания стабильного состояния), починки поврежденной ДНК в клетках и так далее. Возможно, мозг почти полностью формируется как результат сенсорного восприятия — сигналов, полученных от нервной системы всего организма.
В таком случае подсчет максимального количества бит информации (пропускной способности), которую человек может получить в течении жизни, а также запись ее каким-то образом, вполне имеет смысл. По крайней мере, было бы очень интересно попробовать смоделировать рост всех клеток организма (в том числе нейронов мозга и их синапсов) на основе только этой информации и исходной ДНК человека. И посмотреть, получится ли в итоге такой же мозг (все его знания, "понимания" и т.д.), как у реального человека. А потом всех в матрицу и вырабатывать из них электричество!
Ну, я следую логике статьи: восприятие человека — это переданная по нервным каналам информация от сенсоров. Так что автономный лейкоцит не входит в восприятие человека, а вот реакция нервной системы на скопления тех же лейкоцитов при воспалении — входит. Если нервая система достаточно полно отражает состояние организма (а это одна из ее функций), то наверно можно реверс-инжинирить запись сенсорного восприятия и восстановить/создать организм с нуля. Ну как с нуля… Искусственно вырастить отдельные небольшие органы, а потом их трансплантировать вместе. Не ждать, пока клон вырастет из ребенка, а прям реально собрать человека из кусков. А его жизненный опыт и характер восстановить как результат сенсорного восприятия.
Это альтернатива записи и переноса сознания, по сути. Технически это может быть так: почти все нервные пути покрыты миелиновой оболочкой (для ускорения сигнала), условно говоря, можно генномодифицировать ее, навесив на нее какие-то молекулярные структуры, которые бы подсчитывали и записывали число нервных импульсов, прошедших по нервам.
Я сознательно не упомянул роль случайности в развитии человека. Да, ДНК отдельных клеток мутируют в течении жизни, есть разные случайности даже в росте клеток и формировании синапсов. Но случайности по определению не должны быть преобладающими. Иначе результат развития/роста человека был бы тоже всегда полностью случайным. А это явно не так. Гомеостаз в организме, да и весь интеллект, снижают энтропию. Да, в части симуляций у восстанавливаемого человека возникнет рак или ещё что-то, но большое число моделирований в среднем должны выдать результат, соответствующий реальности.
Но есть другой пласт проблем — многие процессы в организме никак не отражаются в восприятии. В нервной системе. Скажем, какие-то молекулы, поступающие с едой и влияющие на рост клеток. Восприятие и нервная система могут на это отреагировать только запоздало, например, если человек отравился. Насколько сенсорное восприятие полно описывает рост клеток и можно ли только по нему восстановить физическое развитие организма, это хороший вопрос. Скорее всего да, потому что функция нервной системы как раз отражать то, что происходит с организмом.
Более того, эти 4 петабайта (всю сенсорную информацию, получаемую человеком за его жизнь) можно хранить всего лишь в 1 грамме ДНК. Что облегчает его регулярный бэкап. Впрочем, и обычными цифровыми способами наверно скоро станет возможным.
Мозг, да и все тело, формируется в первую очередь из комбинации своей ДНК + сенсорное восприятие в течении жизни. А значит, имея эту копию сенсорной информации и его исходное ДНК, теоретически можно с довольно большой точностью воссоздать мозг и тело человека. Все благодаря довольно маленькому объему информации — всего-то грамм ДНК. Каким-нибудь химическим в биореакторе, а может квантовым компьютером, задача выглядит вполне решаемой.
Удивительно, но похоже что делая такие регулярные бэкапы, в случае гибели можно восстановить копию человека. Вместе со всеми его текущими знаниями, характером и т.д. Как бы заново промоделировав всю его жизнь на основе его сенсорной информации.
Ух, какой длинный комментарий получился. Кому лень читать, краткая выжимка: все нормально и у насекомых, и у птиц. Такие мифы про "не могут" получаются, если применять к ним неправильные формулы. Как если посчитать, какая сила образуется на ладонях человека, когда он машет в воздухе, а потом сказать, что он по аэродинамике не может развивать ту силу, которую он развивает ладонями при плавании.
Нет, все дело в числе Рейнольдсе — отношении размера крыла к скорости воздушного потока (если упрощенно). Для насекомых воздух выглядит и действует почти как вода. Вот никого же не удивляет, что люди могут "летать" под водой, загребая ладонями? Представьте, что сейчас кто-нибудь заявил бы, что люди не могут под водой плавать (летать), потому что площади их ладоней недостаточно для создания подъемной силы, чтобы отталкиваться. Что им для этого надо развить скорость под водой 1500 км/час. Потому что посчитали эту силу, когда человек машет ладонями в воздухе.
Абсолютно такая же ситуация и с насекомыми с этим мифом про "не могут". Авторы этого мема использовали для крыльев насекомых формулы самолетной аэродинамики для большого числа Рейнольдса. Но для насекомых (для их сверхмалого числа Рейнольдса) воздух по своим аэродинамическим характеристикам больше напоминает жидкость, а не воздух. Поэтому они прекрасно в нем летают. Самые маленькие легкие мошки, фактически, плавают, а не летают. Ну а у тех, что покрупнее, нечто среднее.
Однако это сверхмалое число Рейнольдса и поведение для них воздуха как жидкости, имеет свои последствия. Как и в воде, при таких размерах образуются крупномасштабные структуры — крупные устойчивые вихри и т.д. (понаблюдайте за водой в ручье). И насекомые в процессе эволюции научились это использовать и извлекать из этого выгоду. Это и является предметом изучения полета насекомых учеными, а вовсе не тот устаревший и глупый миф про "не могут летать".
В основном, вся идея сводится к тому, что уносящийся закрученный вихрь — это плохо. Он уносит с собой энергию, а кто потратил энергию на закручивание этого вихря? Конечно, насекомые своими мускулами! Если это не пошло на создание подъемной силы/тяги, то это плохо. В идеале хотелось бы вообще не закручивать воздух, а отклонять его вниз-назад (аналог ламинарного течения в планерах). Но увы, физика не позволяет это сделать, любой перепад давления создает закручивание потока.
Поэтому у насекомых все сводится к тому, чтобы махать в такт наиболее характерной частоте образования таких вихрей (т.н. критерий Струхаля, у птиц, кстати, это тоже наблюдается) и использовать разницу в скорости воздушного потока на восходящей и нисходящей части вихря. Хотя понятие аэродинамического качества при таком Re весьма условное, но все же зависимость от скорости потока небольшая, но есть. И они это используют.
А второй трюк — это прокатывать эти вихри вдоль своей поверхности крыла, гася его кинетическую энергию (она в итоге используется на увеличение подъемной силы). Благо, что такое низкое число Рейнольдса позволяет эффективно использовать углы атаки хоть 90 градусов, там самолетного срыва потока в таком виде, как у нас, практически нет. Отсюда все эти сложные траектории махов и сложное поведение потока у крыльев насекомых, которое вы можете видеть в видео. В обоих случаях это означает отбирание энергии у вихрей. Улетающие после насекомого вихри меньше по размеру, амплитуде и скорости закрутки, чем были бы в обычном режиме.
Насколько все эти хитрости улучшают летные характеристики насекомых? На 10%, на 200%? Хороший вопрос. Раз они это используют, значит улучшают. Но исследовать это сложно, так как в симуляции это можно проверить только в ресурсоемкой CFD симуляции для такого сверхмалого числа Рейнольдса. Либо измерять натурно, как в первоисточнике. Подсвечивая поток сеткой лазеров в дыму/влажном воздухе и вычисляя потом по движущимся светящимся точкам энергию потока после насекомого/модельных крыльев и т.д. Это все очень интересная тема, но к сожалению, для нас (для нашей аэродинамики) это ничего не дает, так как у нас совсем другие числа Re. Хотя вот у дирижаблей можно применить, у них похожие Re с насекомыми. Или для подводных аппаратов (но там лучше изучать рыб).
Ну и напоследок, любопытный исторический факт, аналогичный этому мему про "насекомые по аэродинамике не могут летать". До Отто Лилиенталя ученые тоже считали, что птицы не могут летать. А знаете, почему? Потому что в то время из аэродинамики была известна только формула скоростного потока, давящая на пластинку, стоящую перпендикулярно потоку. И по ней выходило, что птицам не хватает силы в 5-10 раз, чтобы летать. Именно Отто Лилиенталь первым обнаружил, что если держать пластинку под маленьким углом атаки (как крыло самолета), то на нем подъемная сила становится в 5-10 раз больше, чем лобовое сопротивление. Так он обнаружил существование понятия аэродинамического качества К. Для птичьих крыльев это как раз К=5-15 (зависит от удлинения, у альбатроса лучше, у воробья хуже). И именно столько "не хватало", если считать крылья как пластинки перпендикулярно потоку. В итоге, все сошлось. Создаваемая птицами подъемная сила и измеренная их мускульная мощность.
Да, похоже. Таких гибридов "javascript + что-то для доступа к системе" уже полно) HTA, Electron, NW.js (бывший Node-Webkit). Даже для питона, помимо EEL, есть CEF Python.
Для тех кто не понял, зачем это нужно, поясню. С помощью таких инструментов из браузерного javascript можно вызывать функции python для доступа к дискам и остальным функциям системы. В Electron и NW это сделано с помощью Node.js. Там это органично переплелось, потому что оба работают на javascript. Что и обеспечило такой связке большую популярность. Браузер для отображения интерфейса, а Node.js для всего остального, что недоступно из браузерного javascript. Доступ к файлам и т.д.
К преимуществам EEL можно отнести то, что не только из браузерного javascript можно вызывать сложные расчеты на питоне (numpy, scipy, нейронные сети на Tensorflow/Pytorch), но и из питона можно вызывать браузерные функции. Что позволяет из питона использовать браузер для визуализации данных крутыми javascript библиотеками, вроде D3.js, Three.js.
Ну а недостаток, что для каждой функции, которую хотите вызвать из другого языка (из python в javascript или наоборот), надо создавать шаблон, как описано в документации к EEL.
Интересно, по сути это получается веб-приложение, но без веб-сервера?
Eel запускает локальный веб-сервер (по умолчанию на localhost:8000) и открывает Chrome с флагом --app, позволяющий задавать размер окна и чтобы это выглядело как обычное приложение. А потом через свой же веб-сервер позволяет функциям из javascript обмениваться данными с функциями на python. И наоборот. Внутри это все сделано на вебсокетах. Из-за этого есть минус, что все такие функции асинхронные. Впрочем, в javascript это можно обойти через await, а на питоне еще проще.
Самое интересное, что в качестве браузера можно использовать не только Chrome, но и встроенный в Windows 10 Edge, а всю программу с помощью PyInstaller запаковать в один .exe. В итоге получается автономная программа, которая будет работать на любом Windows 10, не требуя установленного Python.
Все так, но есть волновые редукторы без гибкого элементы, полностью на металлических роликах, вроде такого: https://www.youtube.com/watch?v=901-p947iUc, которые обеспечивают огромные передаточные числа, огромные выходные моменты, и при этом со сравнимым кпд с подшипниками. Не говоря о гидравлике, питаемой ДВС. Экскаваторы и не такие усилия развивают). А так проблемы прочности, закон куба-квадрата, это все понятно. Я только к тому, что сила магнитов, как написано в статье, тут явно не ограничивающий фактор в плане мощности. Она на последнем месте по важности.
Как у него может быть 24 степени свободы, если на видео видно, что у него двигаются отдельные пальцы? У каждого пальца, судя по видео, по 3 сустава. Итого, на двух руках не менее 10 * 3 * 2=60 степеней свободы (хотя кинематика пальцев может быть упрощенная, например разгибание/сгибание всего пальца одной тягой). Наверно имеется ввиду, что 24 степени свободы у крупных частей тела — руки, ноги, торс. Без учета пальцев и головы. Тогда ок, 24 степеней вполне достаточно для человекообразного робота.
А рассуждения про мощность электромоторов, зависящую от величины магнитного поля, вообще странные. Ведь мощность это умножение момента на обороты. Увеличьте типичные обороты электромотора с 3-10 тыс. об/мин до 150 тыс. (что вполне возможно на керамических подшипниках и используется, например, в турбинах), и мощность того же электромотора у вас чудесным образом увеличится в 20 раз. Да, там будут свои трудности, например меньший кпд, так как высокочастотное железо статора сильнее греется, но есть ведь электромоторы и без статорного железа, ну и вообще, основная проблема повышения мощности электромоторов вовсе не магнитное поле и не обороты, а теплоотвод. Так что никаких проблем именно с мощностью электромоторов там нет (она растет почти линейно от массы). Ограничивающим фактором скорее будут аккумуляторы для автономного движения. Да и с ними особых проблем нет. Для такого размера принципиальных ограничений вообще нет, сделать автономного робота такого размера вполне возможно.
Я даже не уверен, что смогу найти исходники, это давно было. На удивление живучая конструкция оказалась, хотя вся собрана на стандартных ардуиновских проводках, вообще без пайки. А код там напрямую из туториалов с интернета, как прочитать температуру с датчика MLX90614. Инфракрасный термометр позволяет бесконтактно измерять температуру горячей печной трубы. Такая простая идея, а оказалась такой полезной. Просто подкладываешь дрова, когда запищит пищалка. Эти стандартные ардуиновские пищалки достаточно громкие, чтобы их было слышно во всем доме.
Для владельцев дровяных печей могу порекомендовать ещё такую самоделку: Ардуино + инфракрасный термометр (у меня на базе MLX90614) + пищалка (поиск на алиэкспресс по словам arduino buzzer). Направляете его на дымоходную трубу примерно с метра и настраиваете нижний и верхний предел температуры, при которых подавать звуковой сигнал. Экспериментально выяснено, что при определенной температуре трубы, в печи остаются только угли. И эта зависимость довольно стабильна. В итоге устройство пищит, когда нужно подложить дров. Невероятно удобно! Плюс решает проблему погасшей печи ночью, устройство будит когда нужно подкинуть дров. Особенно актуально зимой, чтобы не просыпаться в остывшем доме. Ну а верхний предел защищает от риска возгорания сажи в дымоходе. У меня такое устройство работает уже лет 6 и доказало свою полезность. Пример действительно умной и полезной автоматизации )
Гм… По-моему, нет… Ведь кпд и означает, что при одинаковом токе, при более высоком кпд аэродинамика будет лучше — летательный аппарат будет быстрее лететь. Либо быстрее набирать высоту.
То есть, возможна ситуация, когда ток будет одинаков, а летные характеристики разные. При разном кпд машущего привода. Скорее надо как-то зафиксировать летные характеристики, например измерения проводить при одинаковой скорости горизонтального полета. Где меньше будет ток на моторах, тот профиль эффективнее. Но тут тоже сложно, потому что разные профили могут иметь максимум эффективности на разных скоростях полета. Да так и есть — точка макс. аэродин. качества на поляре зависит от угла атаки и числа рейнольдса. А последний, в свою очередь, зависит от скорости полета и размеров крыла. Аэродинамика тем и интересна, что с одной стороны, она очень простая (в ней не было существенных открытий с 30-х годов прошлого века), но с другой, очень разнообразная. И зависит от множества факторов.
Точные замеры делать очень просто — достаточно измерить ток мотора, закрепив модель на стенде и дав одну и ту же частоту (процент газа).
Нет, это не совсем так. Нужна механическая мощность именно на крыльях, то есть на них нужно поставить тензодатчики и измерять изгибающее усилие на лонжероне, или вроде того. Плюс частоту махов, в сумме это даст мощность на крыльях. Именно так измерялась мощность махов у птиц, среди прочих методов. Им в кость вживляли тензодатчики.
С электромотором тоже не просто… При большой нагрузке на заторможенном моторе ток может превышать раза в два номинальное значение, а ведь измеряется именно ток. Только в этом режиме кпд электромотора может падать на 30% и более. И опять получим пальцем в небо. Погрешность измерения в десятки процентов. Про редуктор даже не говорю, с ним вообще сложно, только на специальном стенде.
Лучше всего измерять мощность махов прямо в полете! Зная, что махи делаются против силы гравитации (шарниры крыльев позволяют им махать только вверх-вниз), и что в горизонтальном полета суммарная подъемная сила равна взлетному весу аппарата, и что равнодействующая вектора подъемной силы расположена примерно на 50-60% размаха крыльев, по их вертикальным перемещениям и частоте махов можно довольно точно найти затрачиваемую махолетом мощность на полет. Так еще Отто Лилиенталь делал в своей книжке про искусство летать на примере аиста и других птиц. Это довольно очевидная механика.
Несколько лет назад я тоже интересовался темой махолетов. Даже собрал из соплей и палок простенький прототип из одних лонжеронов. Там авиамодельный электромоторчик просто сматывает на вал боковые тросы, а резиновые жгуты возвращают крыло наверх.
Управление мотором было вручную сервотестером (поворот рычажка). Выяснилось, что вручную включать и выключать мотор нереально — слишком быстро все происходит. И что у стандартных авиамодельных контроллеров для моторов без датчиков холла слишком плавный режим разгона, до рабочих оборотов за ~0.6 сек, что маловато. Позднее я перепрошил его на мультикоптерную прошивку SimonK, и он стал выходить на рабочие обороты за ~0.1 сек. И добавил энкодер оборотов, чтобы автоматизировать махи. В принципе, учитывая что в пике у этого электромотора (Rotomax 150cc) мощность заявлена до 8 кВт, то даже с учетом кратковременных включений/выключений и времени на разгон/торможение, можно было рассчитывать на среднюю мощность порядка 2-4 кВт. Что имело бы шанс взлететь. К сожалению, к тому времени интерес к этой теме у меня уже пропал, поэтому я больше не пытался это сделать. Хотя надо бы довести хотя бы в беспилотном варианте, прикольно же)
Ниже видео первых (и единственных) испытаний. Где мотор еще включался и выключался вручную сервотестером. Размах "крыльев" то ли 8, то ли 9 метров, не помню точно.
А тут подробнее, если кому интересно. Извиняюсь за небольшой вынужденный нудизм, в то время стояла жара, а снималось чисто для себя.
Динамику считает Airsim исходя из векторов тяги на моторах. Причем сама тяга винтов там тоже считается по классическим упрощенным формулам. Я только к тому, что описанное в новости — это HIL режим, который уже есть в open-source симуляторе Airsim, скриншот которого виден в статье.
Там главное не симулятор, и даже не железка, а ПО для сопряжения одного с другим.
Airsim как раз позволяет подключать реальное железо к симулятору, это его базовая функциональность ). Называется Hardware in the Loop (HIL).
Ну то есть, показания гироскопов и акселерометров берутся из симулятора Airsim, передаются на железный контроллер автопилота коптера (в железную плату), тот по своим алгоритмам, вроде применения PID'ов, их обрабатывает и выдает сигналы на моторы. Только они идут не на реальные моторы, а обратно в симулятор. Который изменяет положение модельки в 3д. И так по кругу. При этом коптер в симуляторе управляется с обычного железного пульта. Вот пример:
Это позволяет наиболее точно эмулировать полет в симуляторе, так как всю логику делает железный контроллер, который стоит в реальном железном мультикоптере. В справке к Airsim есть примеры сравнений траекторий полета вживую и в симуляторе (с железным контроллером в HIL режиме). Они очень похожи. Разница в том, что игровой движок Airsim, основанный на Unreal Engine 4, рассчитывает аэродинамику упрощенно. В основном, он учитывает просто ньютоновскую динамику.
Так что я тут вижу, что они просто параллельно пустили сигнал и на моторы, а в остальном используют штатную возможность этого open-source симулятора.
Не думаю, что оно у них такое уж неэффективное… При таких размерах, массе и частоте махов, оно напоминает мне работу винтов мускулолетов:
Да, эти винты имеют высокооптимизированные профиль и крутку под стационарную работу, а подводимая мощность всего 300 Вт, что при их скорости полета ~16 км/час, позволяет таким винтам иметь кпд около 85%. Но принципиально картина похожа, мне кажется. Конкретно эти махолеты стоит рассматривать скорее с винтовой теории (импульс, прокачиваемый объем воздуха через ометаемую крыльями-лопастями поверхность, вот это все). Они летят, по сути, почти целиком за счет такого странного тихоходного винта, а от самолетного планирования там меньшая часть. Ну, так кажется со стороны. Я по опыту знаю, что делать точные замеры в таких проектах очень сложно. А догадки по большей части носят спекулятивный характер.
То, что сейчас у них движительный кпд, вероятно, в несколько раз ниже достижимого в теории — это нормально. Это можно в будущем улучшить. Главное, что это работает. Ребята проделали отличную работу.
Но возможно, эти крылья у них уже сейчас очень хороши и эффективны. Мы же не знаем, какая реальная механическая мощность к ним подводится после редуктора. К примеру, мало кто знает, но самые первые винты на самолете братьев Райт, когда еще никакой винтовой теории не существовало, а винты разработчиками рассматривались как "воздушные весла", имели на удивление высокий КПД, на уровне 80%. Все из-за маленькой удельной нагрузки, там действительно профиль имеет не такое уж большое значение. В смысле, разница между разными профилями в таких условиях небольшая, больше важна просто площадь крыла/лопасти, а на аэродинамическое качество влияет прежде всего удлинение (там почти линейная зависимость К от удлинения). Хотя со специфическими ламинарными профилями можно добиться большего, конечно, но только под очень узкий режим работы. А в общем диапазоне будет примерно так же, как и с остальными профилями. Здесь удельная нагрузка на крылья тоже кажется относительно небольшой. Поэтому от профиля вряд ли много зависит. Любой обычный сойдет, вроде классических Clark-Y или RAF-6 с любой разумной относительной толщиной (5-20%).
За счет вертикального градиента скорости ветра. Представьте лыжника, стоящего на земле с кайтом. Кайт тянет его вперед, а трение лыж назад. В воздухе роль силы трения лыж выполняет лобовое сопротивление нижнего планера. Верхний планер должен быть направлен против ветра, а нижний по ветру. В общем, полная аналогия лыжника с кайтом. Вся система будет лететь по ветру. При этом разница в силе ветра должна быть выше минимальной скорости полета верхнего планера (чтобы он вообще мог лететь и тянуть нижнего). Гм… или выше суммы с нижним, в общем, выше минимальной скорости полета верхнего, когда система уже находится в устоявшемся движении.
На практике такая схема для полета человека мало применима, потому что перепад скорости ветра даже в 10 м/с достигается где-то на 1-2 км высоте, и то не всегда. Хотя и реальна. А вот маленькие легкие модельки успешно так летают на связке в пару десятков метров. Я искал ссылку на пример, но что-то не нашел. Эта схема любопытная, но малоизвестная.
Над волнами, как показано в ролике — это обычное парение в динамике. Ветер натыкается на волну, поднимается вверх, и если эта восходящая часть потока выше собственного снижения птицы, то этот восходящий поток поднимает и ее. Это неинтересно. Так летают все подряд — дельтапланеристы/парапланеристы/планеры вдоль склонов гор и на поднимающихся теплых столбах воздуха над равниной (термиках).
Гораздо интереснее динамическое парение на чистом градиенте ветра. Не требующее вообще никаких возвышенностей! И возможное даже над плоской равниной. Насколько я знаю, так делают только альбатросы, потому что для этого нужно иметь очень высокое аэродинамическое качество (больше 20), а главное — способность эффективно переводить кинетическую энергию в потенциальную.
Если коротко, ветер у земли притормаживается из-за трения, из-за чего возникает вертикальный градиент скорости. Альбатрос на высоте 10 м, где ветер сильнее, летит по ветру, а потом начинает резко снижаться (не планируя, как обычно, а пикируя). Из-за набранной наверху скорости и накопленной кинетической энергии, внизу, в более медленном потоке, у него получается воздушная скорость относительно ветра выше его нормальной. Это приводит к увеличению подъемной силы выше веса птицы. Альбатрос резко разворачивается у земли и, используя этот избыток подъемной силы, взмывает обратно наверх против ветра. Где снова разворачивается и так повторяет цикл.
В статье об этом не сказано, но скорее всего пеликаны используют комбинированный способ (на чисто градиентный у них вроде не хватает качества). И восходящие потоки от самих волн, и разницу в горизонтальных скоростях ветра, как в градиентном парении. Эволюция… За миллионы лет птицы научились чувствовать малейшие изменения в скоростях ветра, и использовать это. Потому что любой перепад скорости в потоке — это кинетическая энергия, пришедшая извне. А значит, ее можно использовать для улучшения своего собственного полета.
Строго говоря, за счет градиента ветра могли бы летать и люди — достаточно чтобы на разных высотах разница в скорости ветра была 8 м/с или выше. Равная минимальной воздушной скорости, на которой ЛА способен лететь. На высоту можно запустить планер/парашют/параплан/кайт, соединенный тросом со вторым планером, в котором сидит пилот. Верхний за счет разницы в скоростях ветра будет тянуть нижний, и вся связка будет способна лететь по ветру. Абсолютно халявно, без топлива, и на любые расстояния! Как альтернатива воздушным шарам.
Ну а что такое "понять"? Ведь технически это один нейрон вытянул отросток, коснулся им другого нейрона, и через синаптическую щель с помощью нейромедиаторов передал ему электрический импульс. И вот тут возникает вопрос — а насколько случаен рост этих отростков? Или, в случае младенцев, отмирание лишних отростков (если кто не знает, у младенцев переизбыток синапсов в мозгу и первое время лишние отмирают).
Ведь это не полностью случайный процесс. Рост клеток, в том числе нейронов, а также формирование разных органов из одинаковой исходной ДНК определяется, в основном, двумя факторами: физическим упором растущей клетки в какую либо стенку (в другую клетку рядом, например) и концентрацией разных химических веществ. И отростки у нейронов тоже растут не полностью случайно. Их рост стимулируется нейромедиаторами как ответ на внешнее воздействие. А также зависит от кровоснабжения самого нейрона и т.д.
Есть ненулевая вероятность, что случайности в формировании мозга пренебрежимо малы. Хотя бы потому, что организм имеет механизмы гомеостаза (поддержания стабильного состояния), починки поврежденной ДНК в клетках и так далее. Возможно, мозг почти полностью формируется как результат сенсорного восприятия — сигналов, полученных от нервной системы всего организма.
В таком случае подсчет максимального количества бит информации (пропускной способности), которую человек может получить в течении жизни, а также запись ее каким-то образом, вполне имеет смысл. По крайней мере, было бы очень интересно попробовать смоделировать рост всех клеток организма (в том числе нейронов мозга и их синапсов) на основе только этой информации и исходной ДНК человека. И посмотреть, получится ли в итоге такой же мозг (все его знания, "понимания" и т.д.), как у реального человека. А потом всех в матрицу и вырабатывать из них электричество!
Ну, я следую логике статьи: восприятие человека — это переданная по нервным каналам информация от сенсоров. Так что автономный лейкоцит не входит в восприятие человека, а вот реакция нервной системы на скопления тех же лейкоцитов при воспалении — входит. Если нервая система достаточно полно отражает состояние организма (а это одна из ее функций), то наверно можно реверс-инжинирить запись сенсорного восприятия и восстановить/создать организм с нуля. Ну как с нуля… Искусственно вырастить отдельные небольшие органы, а потом их трансплантировать вместе. Не ждать, пока клон вырастет из ребенка, а прям реально собрать человека из кусков. А его жизненный опыт и характер восстановить как результат сенсорного восприятия.
Это альтернатива записи и переноса сознания, по сути. Технически это может быть так: почти все нервные пути покрыты миелиновой оболочкой (для ускорения сигнала), условно говоря, можно генномодифицировать ее, навесив на нее какие-то молекулярные структуры, которые бы подсчитывали и записывали число нервных импульсов, прошедших по нервам.
Я сознательно не упомянул роль случайности в развитии человека. Да, ДНК отдельных клеток мутируют в течении жизни, есть разные случайности даже в росте клеток и формировании синапсов. Но случайности по определению не должны быть преобладающими. Иначе результат развития/роста человека был бы тоже всегда полностью случайным. А это явно не так. Гомеостаз в организме, да и весь интеллект, снижают энтропию. Да, в части симуляций у восстанавливаемого человека возникнет рак или ещё что-то, но большое число моделирований в среднем должны выдать результат, соответствующий реальности.
Но есть другой пласт проблем — многие процессы в организме никак не отражаются в восприятии. В нервной системе. Скажем, какие-то молекулы, поступающие с едой и влияющие на рост клеток. Восприятие и нервная система могут на это отреагировать только запоздало, например, если человек отравился. Насколько сенсорное восприятие полно описывает рост клеток и можно ли только по нему восстановить физическое развитие организма, это хороший вопрос. Скорее всего да, потому что функция нервной системы как раз отражать то, что происходит с организмом.
Более того, эти 4 петабайта (всю сенсорную информацию, получаемую человеком за его жизнь) можно хранить всего лишь в 1 грамме ДНК. Что облегчает его регулярный бэкап. Впрочем, и обычными цифровыми способами наверно скоро станет возможным.
Мозг, да и все тело, формируется в первую очередь из комбинации своей ДНК + сенсорное восприятие в течении жизни. А значит, имея эту копию сенсорной информации и его исходное ДНК, теоретически можно с довольно большой точностью воссоздать мозг и тело человека. Все благодаря довольно маленькому объему информации — всего-то грамм ДНК. Каким-нибудь химическим в биореакторе, а может квантовым компьютером, задача выглядит вполне решаемой.
Удивительно, но похоже что делая такие регулярные бэкапы, в случае гибели можно восстановить копию человека. Вместе со всеми его текущими знаниями, характером и т.д. Как бы заново промоделировав всю его жизнь на основе его сенсорной информации.
Ух, какой длинный комментарий получился. Кому лень читать, краткая выжимка: все нормально и у насекомых, и у птиц. Такие мифы про "не могут" получаются, если применять к ним неправильные формулы. Как если посчитать, какая сила образуется на ладонях человека, когда он машет в воздухе, а потом сказать, что он по аэродинамике не может развивать ту силу, которую он развивает ладонями при плавании.
Нет, все дело в числе Рейнольдсе — отношении размера крыла к скорости воздушного потока (если упрощенно). Для насекомых воздух выглядит и действует почти как вода. Вот никого же не удивляет, что люди могут "летать" под водой, загребая ладонями? Представьте, что сейчас кто-нибудь заявил бы, что люди не могут под водой плавать (летать), потому что площади их ладоней недостаточно для создания подъемной силы, чтобы отталкиваться. Что им для этого надо развить скорость под водой 1500 км/час. Потому что посчитали эту силу, когда человек машет ладонями в воздухе.
Абсолютно такая же ситуация и с насекомыми с этим мифом про "не могут". Авторы этого мема использовали для крыльев насекомых формулы самолетной аэродинамики для большого числа Рейнольдса. Но для насекомых (для их сверхмалого числа Рейнольдса) воздух по своим аэродинамическим характеристикам больше напоминает жидкость, а не воздух. Поэтому они прекрасно в нем летают. Самые маленькие легкие мошки, фактически, плавают, а не летают. Ну а у тех, что покрупнее, нечто среднее.
Однако это сверхмалое число Рейнольдса и поведение для них воздуха как жидкости, имеет свои последствия. Как и в воде, при таких размерах образуются крупномасштабные структуры — крупные устойчивые вихри и т.д. (понаблюдайте за водой в ручье). И насекомые в процессе эволюции научились это использовать и извлекать из этого выгоду. Это и является предметом изучения полета насекомых учеными, а вовсе не тот устаревший и глупый миф про "не могут летать".
В основном, вся идея сводится к тому, что уносящийся закрученный вихрь — это плохо. Он уносит с собой энергию, а кто потратил энергию на закручивание этого вихря? Конечно, насекомые своими мускулами! Если это не пошло на создание подъемной силы/тяги, то это плохо. В идеале хотелось бы вообще не закручивать воздух, а отклонять его вниз-назад (аналог ламинарного течения в планерах). Но увы, физика не позволяет это сделать, любой перепад давления создает закручивание потока.
Поэтому у насекомых все сводится к тому, чтобы махать в такт наиболее характерной частоте образования таких вихрей (т.н. критерий Струхаля, у птиц, кстати, это тоже наблюдается) и использовать разницу в скорости воздушного потока на восходящей и нисходящей части вихря. Хотя понятие аэродинамического качества при таком Re весьма условное, но все же зависимость от скорости потока небольшая, но есть. И они это используют.
А второй трюк — это прокатывать эти вихри вдоль своей поверхности крыла, гася его кинетическую энергию (она в итоге используется на увеличение подъемной силы). Благо, что такое низкое число Рейнольдса позволяет эффективно использовать углы атаки хоть 90 градусов, там самолетного срыва потока в таком виде, как у нас, практически нет. Отсюда все эти сложные траектории махов и сложное поведение потока у крыльев насекомых, которое вы можете видеть в видео. В обоих случаях это означает отбирание энергии у вихрей. Улетающие после насекомого вихри меньше по размеру, амплитуде и скорости закрутки, чем были бы в обычном режиме.
Насколько все эти хитрости улучшают летные характеристики насекомых? На 10%, на 200%? Хороший вопрос. Раз они это используют, значит улучшают. Но исследовать это сложно, так как в симуляции это можно проверить только в ресурсоемкой CFD симуляции для такого сверхмалого числа Рейнольдса. Либо измерять натурно, как в первоисточнике. Подсвечивая поток сеткой лазеров в дыму/влажном воздухе и вычисляя потом по движущимся светящимся точкам энергию потока после насекомого/модельных крыльев и т.д. Это все очень интересная тема, но к сожалению, для нас (для нашей аэродинамики) это ничего не дает, так как у нас совсем другие числа Re. Хотя вот у дирижаблей можно применить, у них похожие Re с насекомыми. Или для подводных аппаратов (но там лучше изучать рыб).
Ну и напоследок, любопытный исторический факт, аналогичный этому мему про "насекомые по аэродинамике не могут летать". До Отто Лилиенталя ученые тоже считали, что птицы не могут летать. А знаете, почему? Потому что в то время из аэродинамики была известна только формула скоростного потока, давящая на пластинку, стоящую перпендикулярно потоку. И по ней выходило, что птицам не хватает силы в 5-10 раз, чтобы летать. Именно Отто Лилиенталь первым обнаружил, что если держать пластинку под маленьким углом атаки (как крыло самолета), то на нем подъемная сила становится в 5-10 раз больше, чем лобовое сопротивление. Так он обнаружил существование понятия аэродинамического качества К. Для птичьих крыльев это как раз К=5-15 (зависит от удлинения, у альбатроса лучше, у воробья хуже). И именно столько "не хватало", если считать крылья как пластинки перпендикулярно потоку. В итоге, все сошлось. Создаваемая птицами подъемная сила и измеренная их мускульная мощность.
Да, похоже. Таких гибридов "javascript + что-то для доступа к системе" уже полно) HTA, Electron, NW.js (бывший Node-Webkit). Даже для питона, помимо EEL, есть CEF Python.
Для тех кто не понял, зачем это нужно, поясню. С помощью таких инструментов из браузерного javascript можно вызывать функции python для доступа к дискам и остальным функциям системы. В Electron и NW это сделано с помощью Node.js. Там это органично переплелось, потому что оба работают на javascript. Что и обеспечило такой связке большую популярность. Браузер для отображения интерфейса, а Node.js для всего остального, что недоступно из браузерного javascript. Доступ к файлам и т.д.
К преимуществам EEL можно отнести то, что не только из браузерного javascript можно вызывать сложные расчеты на питоне (numpy, scipy, нейронные сети на Tensorflow/Pytorch), но и из питона можно вызывать браузерные функции. Что позволяет из питона использовать браузер для визуализации данных крутыми javascript библиотеками, вроде D3.js, Three.js.
Ну а недостаток, что для каждой функции, которую хотите вызвать из другого языка (из python в javascript или наоборот), надо создавать шаблон, как описано в документации к EEL.
Eel запускает локальный веб-сервер (по умолчанию на localhost:8000) и открывает Chrome с флагом --app, позволяющий задавать размер окна и чтобы это выглядело как обычное приложение. А потом через свой же веб-сервер позволяет функциям из javascript обмениваться данными с функциями на python. И наоборот. Внутри это все сделано на вебсокетах. Из-за этого есть минус, что все такие функции асинхронные. Впрочем, в javascript это можно обойти через await, а на питоне еще проще.
Самое интересное, что в качестве браузера можно использовать не только Chrome, но и встроенный в Windows 10 Edge, а всю программу с помощью PyInstaller запаковать в один .exe. В итоге получается автономная программа, которая будет работать на любом Windows 10, не требуя установленного Python.
Подробное и довольно понятное описание, как это все работает, есть на страничке этой библиотеки: https://github.com/ChrisKnott/Eel
Все так, но есть волновые редукторы без гибкого элементы, полностью на металлических роликах, вроде такого: https://www.youtube.com/watch?v=901-p947iUc, которые обеспечивают огромные передаточные числа, огромные выходные моменты, и при этом со сравнимым кпд с подшипниками. Не говоря о гидравлике, питаемой ДВС. Экскаваторы и не такие усилия развивают). А так проблемы прочности, закон куба-квадрата, это все понятно. Я только к тому, что сила магнитов, как написано в статье, тут явно не ограничивающий фактор в плане мощности. Она на последнем месте по важности.
Как у него может быть 24 степени свободы, если на видео видно, что у него двигаются отдельные пальцы? У каждого пальца, судя по видео, по 3 сустава. Итого, на двух руках не менее 10 * 3 * 2=60 степеней свободы (хотя кинематика пальцев может быть упрощенная, например разгибание/сгибание всего пальца одной тягой). Наверно имеется ввиду, что 24 степени свободы у крупных частей тела — руки, ноги, торс. Без учета пальцев и головы. Тогда ок, 24 степеней вполне достаточно для человекообразного робота.
А рассуждения про мощность электромоторов, зависящую от величины магнитного поля, вообще странные. Ведь мощность это умножение момента на обороты. Увеличьте типичные обороты электромотора с 3-10 тыс. об/мин до 150 тыс. (что вполне возможно на керамических подшипниках и используется, например, в турбинах), и мощность того же электромотора у вас чудесным образом увеличится в 20 раз. Да, там будут свои трудности, например меньший кпд, так как высокочастотное железо статора сильнее греется, но есть ведь электромоторы и без статорного железа, ну и вообще, основная проблема повышения мощности электромоторов вовсе не магнитное поле и не обороты, а теплоотвод. Так что никаких проблем именно с мощностью электромоторов там нет (она растет почти линейно от массы). Ограничивающим фактором скорее будут аккумуляторы для автономного движения. Да и с ними особых проблем нет. Для такого размера принципиальных ограничений вообще нет, сделать автономного робота такого размера вполне возможно.
Я даже не уверен, что смогу найти исходники, это давно было. На удивление живучая конструкция оказалась, хотя вся собрана на стандартных ардуиновских проводках, вообще без пайки. А код там напрямую из туториалов с интернета, как прочитать температуру с датчика MLX90614. Инфракрасный термометр позволяет бесконтактно измерять температуру горячей печной трубы. Такая простая идея, а оказалась такой полезной. Просто подкладываешь дрова, когда запищит пищалка. Эти стандартные ардуиновские пищалки достаточно громкие, чтобы их было слышно во всем доме.
Для владельцев дровяных печей могу порекомендовать ещё такую самоделку: Ардуино + инфракрасный термометр (у меня на базе MLX90614) + пищалка (поиск на алиэкспресс по словам arduino buzzer). Направляете его на дымоходную трубу примерно с метра и настраиваете нижний и верхний предел температуры, при которых подавать звуковой сигнал. Экспериментально выяснено, что при определенной температуре трубы, в печи остаются только угли. И эта зависимость довольно стабильна. В итоге устройство пищит, когда нужно подложить дров. Невероятно удобно! Плюс решает проблему погасшей печи ночью, устройство будит когда нужно подкинуть дров. Особенно актуально зимой, чтобы не просыпаться в остывшем доме. Ну а верхний предел защищает от риска возгорания сажи в дымоходе. У меня такое устройство работает уже лет 6 и доказало свою полезность. Пример действительно умной и полезной автоматизации )
Гм… По-моему, нет… Ведь кпд и означает, что при одинаковом токе, при более высоком кпд аэродинамика будет лучше — летательный аппарат будет быстрее лететь. Либо быстрее набирать высоту.
То есть, возможна ситуация, когда ток будет одинаков, а летные характеристики разные. При разном кпд машущего привода. Скорее надо как-то зафиксировать летные характеристики, например измерения проводить при одинаковой скорости горизонтального полета. Где меньше будет ток на моторах, тот профиль эффективнее. Но тут тоже сложно, потому что разные профили могут иметь максимум эффективности на разных скоростях полета. Да так и есть — точка макс. аэродин. качества на поляре зависит от угла атаки и числа рейнольдса. А последний, в свою очередь, зависит от скорости полета и размеров крыла. Аэродинамика тем и интересна, что с одной стороны, она очень простая (в ней не было существенных открытий с 30-х годов прошлого века), но с другой, очень разнообразная. И зависит от множества факторов.
Нет, это не совсем так. Нужна механическая мощность именно на крыльях, то есть на них нужно поставить тензодатчики и измерять изгибающее усилие на лонжероне, или вроде того. Плюс частоту махов, в сумме это даст мощность на крыльях. Именно так измерялась мощность махов у птиц, среди прочих методов. Им в кость вживляли тензодатчики.
С электромотором тоже не просто… При большой нагрузке на заторможенном моторе ток может превышать раза в два номинальное значение, а ведь измеряется именно ток. Только в этом режиме кпд электромотора может падать на 30% и более. И опять получим пальцем в небо. Погрешность измерения в десятки процентов. Про редуктор даже не говорю, с ним вообще сложно, только на специальном стенде.
Лучше всего измерять мощность махов прямо в полете! Зная, что махи делаются против силы гравитации (шарниры крыльев позволяют им махать только вверх-вниз), и что в горизонтальном полета суммарная подъемная сила равна взлетному весу аппарата, и что равнодействующая вектора подъемной силы расположена примерно на 50-60% размаха крыльев, по их вертикальным перемещениям и частоте махов можно довольно точно найти затрачиваемую махолетом мощность на полет. Так еще Отто Лилиенталь делал в своей книжке про искусство летать на примере аиста и других птиц. Это довольно очевидная механика.
Несколько лет назад я тоже интересовался темой махолетов. Даже собрал из соплей и палок простенький прототип из одних лонжеронов. Там авиамодельный электромоторчик просто сматывает на вал боковые тросы, а резиновые жгуты возвращают крыло наверх.
Управление мотором было вручную сервотестером (поворот рычажка). Выяснилось, что вручную включать и выключать мотор нереально — слишком быстро все происходит. И что у стандартных авиамодельных контроллеров для моторов без датчиков холла слишком плавный режим разгона, до рабочих оборотов за ~0.6 сек, что маловато. Позднее я перепрошил его на мультикоптерную прошивку SimonK, и он стал выходить на рабочие обороты за ~0.1 сек. И добавил энкодер оборотов, чтобы автоматизировать махи. В принципе, учитывая что в пике у этого электромотора (Rotomax 150cc) мощность заявлена до 8 кВт, то даже с учетом кратковременных включений/выключений и времени на разгон/торможение, можно было рассчитывать на среднюю мощность порядка 2-4 кВт. Что имело бы шанс взлететь. К сожалению, к тому времени интерес к этой теме у меня уже пропал, поэтому я больше не пытался это сделать. Хотя надо бы довести хотя бы в беспилотном варианте, прикольно же)
Ниже видео первых (и единственных) испытаний. Где мотор еще включался и выключался вручную сервотестером. Размах "крыльев" то ли 8, то ли 9 метров, не помню точно.
А тут подробнее, если кому интересно. Извиняюсь за небольшой вынужденный нудизм, в то время стояла жара, а снималось чисто для себя.
Динамику считает Airsim исходя из векторов тяги на моторах. Причем сама тяга винтов там тоже считается по классическим упрощенным формулам. Я только к тому, что описанное в новости — это HIL режим, который уже есть в open-source симуляторе Airsim, скриншот которого виден в статье.
Airsim как раз позволяет подключать реальное железо к симулятору, это его базовая функциональность ). Называется Hardware in the Loop (HIL).
Ну то есть, показания гироскопов и акселерометров берутся из симулятора Airsim, передаются на железный контроллер автопилота коптера (в железную плату), тот по своим алгоритмам, вроде применения PID'ов, их обрабатывает и выдает сигналы на моторы. Только они идут не на реальные моторы, а обратно в симулятор. Который изменяет положение модельки в 3д. И так по кругу. При этом коптер в симуляторе управляется с обычного железного пульта. Вот пример:
https://www.youtube.com/watch?v=Xr3aD0ZyCLc
Это позволяет наиболее точно эмулировать полет в симуляторе, так как всю логику делает железный контроллер, который стоит в реальном железном мультикоптере. В справке к Airsim есть примеры сравнений траекторий полета вживую и в симуляторе (с железным контроллером в HIL режиме). Они очень похожи. Разница в том, что игровой движок Airsim, основанный на Unreal Engine 4, рассчитывает аэродинамику упрощенно. В основном, он учитывает просто ньютоновскую динамику.
Так что я тут вижу, что они просто параллельно пустили сигнал и на моторы, а в остальном используют штатную возможность этого open-source симулятора.
Не думаю, что оно у них такое уж неэффективное… При таких размерах, массе и частоте махов, оно напоминает мне работу винтов мускулолетов:
Да, эти винты имеют высокооптимизированные профиль и крутку под стационарную работу, а подводимая мощность всего 300 Вт, что при их скорости полета ~16 км/час, позволяет таким винтам иметь кпд около 85%. Но принципиально картина похожа, мне кажется. Конкретно эти махолеты стоит рассматривать скорее с винтовой теории (импульс, прокачиваемый объем воздуха через ометаемую крыльями-лопастями поверхность, вот это все). Они летят, по сути, почти целиком за счет такого странного тихоходного винта, а от самолетного планирования там меньшая часть. Ну, так кажется со стороны. Я по опыту знаю, что делать точные замеры в таких проектах очень сложно. А догадки по большей части носят спекулятивный характер.
То, что сейчас у них движительный кпд, вероятно, в несколько раз ниже достижимого в теории — это нормально. Это можно в будущем улучшить. Главное, что это работает. Ребята проделали отличную работу.
Но возможно, эти крылья у них уже сейчас очень хороши и эффективны. Мы же не знаем, какая реальная механическая мощность к ним подводится после редуктора. К примеру, мало кто знает, но самые первые винты на самолете братьев Райт, когда еще никакой винтовой теории не существовало, а винты разработчиками рассматривались как "воздушные весла", имели на удивление высокий КПД, на уровне 80%. Все из-за маленькой удельной нагрузки, там действительно профиль имеет не такое уж большое значение. В смысле, разница между разными профилями в таких условиях небольшая, больше важна просто площадь крыла/лопасти, а на аэродинамическое качество влияет прежде всего удлинение (там почти линейная зависимость К от удлинения). Хотя со специфическими ламинарными профилями можно добиться большего, конечно, но только под очень узкий режим работы. А в общем диапазоне будет примерно так же, как и с остальными профилями. Здесь удельная нагрузка на крылья тоже кажется относительно небольшой. Поэтому от профиля вряд ли много зависит. Любой обычный сойдет, вроде классических Clark-Y или RAF-6 с любой разумной относительной толщиной (5-20%).