新型機翼氣壓感測器靈感源於飲料杯蓋上的小圓頂

新型機翼氣壓感測器靈感源於飲料杯蓋上的小圓頂

喜歡點飲料喝的朋友,應該不會對某些外賣店家的杯蓋感到陌生。這種可彈出的蓋上“小圓頂”,能夠指示杯中的飲料種類。但是普渡大學和田納西大學的科學家們從中得到靈感,他們採用類似的圓頂設計,有助於無人機監測其機翼上的氣壓。據悉,自主固定翼無人機面臨的一個問題,就是機載飛行計算機需要持續不斷地處理來自多個感測器的資料。

即便如此,在飛行計算機接收到感測器輸入並根據相關資訊採取行動的時間,仍可能存在顯著的滯後。為減輕資訊負載,研究人員一直在探索使用獨特的方案——比如不讓感測器記錄微不足道的資料——而這,也是這種小圓頂可以派上用場的地方。

在10月13日發表於《先進智慧系統》期刊上的一篇文章中,印第安納州普渡大學的科學家們與田納西大學的同僚們合作,開發出了一種概念驗證模型。

他們將杯蓋狀聚氨酯圓頂網格,安裝在飛機機翼的部分頂部表面。而每個圓頂下方,則是與圓頂一起形成連線陣列的壓電聚乳酸(PLA)膜。

只要流經機翼的空氣不超過某個壓力閾值,圓頂“氣泡”就不會彈出。但當壓力足夠高時,一些“氣泡”就

會暫時倒置、壓迫下方的PLA膜變形。

感測器陣列可記錄這些發生形變的位置,並將相關資訊傳遞給機載計算機。接著透過一系列計算,系統就能夠知曉流經機翼的高壓氣流模式。

實驗表明,若該模式反映了危險的飛行條件,則無人機的飛控系統將可及時做出應對。

更棒的是,這些圓頂“氣泡”只有向上或向下這兩種狀態,所以系統的資料也只有簡單的二進位制(0或1)。

該專案首席科學家Andres Arrieta認為,未來三到五年內,行業有望將這項技術整合到功能齊備的無人機機翼中。