تبلیغات
برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات. - کوچکترین هواپیمای جهان(رشته ابزار دقیق و کنترل)

برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

کوچک ترین هواپمای جهان

كوچك ترین هواپیمای جهان

این ربات های پرنده كوچك، در اصل كوچك ترین هواپیمای جاسوسی بدون سرنشین در جهان است.

این شیء پرنده كوچك، فقط برای تصویربرداری از تحركات دشمن به كار گرفته نخواهد شد، بلكه می تواند بر روی یك تانك، نفربر یا هر وسیله نظامی دیگر دشمن فرود آید و یك برچسب الكترونیكی بر روی آن نصب كند. در این صورت هدف گیری آن توسط نیروهای خودی بسیار ساده تر خواهد بود.




محققان تا به حال در چـنـدین گـروه پژوهـشی برای ساخت حشـرات كـوچك رباتیـك كه طـول، عـرض و ارتـفاع آنها كمتر از ۱۵ سانـتی متر باشد، تلاش های زیادی کرده ان د و میلیون ها دلار صرف این پروژه نموده اند؛ چـرا كه استـفاده از این حشرات ساخته دسـت انسان، بهترین راه برای حفاظت سربازان از خطرهای موجود در عملیات شناسایی دشمن است.

نوعی از این ربات های پرنده كوچك به تقلید از حركات پرواز و نحوه بال زدن حشرات مشخصی در حال طراحی هستند. از جمله این حشرات می توان به مگس و زنبورعسل اشاره كرد زیرا پرواز مگس نكات بی شماری از هوانوردی را به بشر می آموزد كه همه آنها با بررسی بال های ثابت هواپیما قابل دریافت نیست. چرا كه اصول و قواعد پرواز حشرات و بال های متحرك آنها با اصول و قواعد پرواز با بال های ثابت هواپیما تفاوت دارد.

«مایكل دیكینسون» یكی از محققان دانشگاه بركلی در این مورد می گوید: اگر تئوری بال های ثابت را در مورد بال های حشرات به كار ببریم می توان نشان داد كه پرواز حشرات غیرممكن خواهد بود، پس حتماً باید از تئوری بال های متحرك در مورد پرواز این حشرات رباتیك استفاده كرد. وی یكی از اعضای پروژه حشرات پرنده میكرومكانیكی یا MFI است. وظیفه او و همكارانش در این پروژه ساخت ربات های كوچك پرنده ای است كه از اصول پروازی حشرات در طراحی آنها استفاده شده است. حشره رباتیكی كه اعضای پروژه تحقیقاتی MFI پیشنهاد ساخت آن را داده، تنها ۱۰ تا ۲۵ میلی متر عرض خواهد داشت كه از حد و اندازه مشخص شده توسط آژانس تحقیقاتی نیز كوچك تر است و از بال های ثابت در آن اثری نخواهد بود. همان طور كه می دانید هواپیما نیروی لازم برای برخاستن از زمین را به دلیل وجود جریان هوای سریع تر در بالای بال ها نسبت به قسمت پایین بال ها تولید می كند كه این سیستم ثابت آیرودینامیك دائمی هواپیما نام دارد. ولی كاملاً مشخص است كه مگس ها و یا زنبورهای عسل از این قاعده در پرواز خود استفاده نمی كنند؛ چرا كه بال های آنها همیشه در حال حركت است. به گفته «جین وانگ» فیزیكدان كالج مهندسی دانشگاه كورتل برخلاف پرواز هواپیماها با بال ثابت، حشرات در میان انبوهی از حلقه های جریان هوا كه با حركت دادن بال هایشان به وجود آمده اند، پرواز می كنند. جریان هوای موجود در این حلقه ها، در جهت مخالف جریان هوای اصلی حركت می كند و در واقع همین حلقه ها هستند كه حشرات را بالا نگه می دارند. همچنین به اعتقاد آقای «دیكینسون» پی بردن به مكانیسم پرواز حشرات و بهره گیری از آن در ساخت حشرات رباتیك بسیار مفید خواهد بود ولی بر پایه اصول و قواعد كنونی امكان پذیر نیست. در حال حاضر دو پروژه بزرگ در مورد حشرات رباتیك یا هواپیماهای جاسوسی بدون سرنشین در حال انجام است كه در آنها از اصول پرواز حشرات الهام گرفته اند. یكی از این پروژه ها، پروژه «مایكل دیكینسون» است و دیگری را «رابرت میشلسن» سرپرستی می كند. درحالی كه «دیكینسون» در حال ساخت حشرات میكرومكانیكی در دانشگاه كالیفرنیا است، یك مهندس دیگر به نام «میشلسن» در موسسه فناوری «جورجیا» در حال كار بر روی حشره الكترومكانیكی است. محققان برای ساخت این تكنولوژی جدید آزمایش های فراوانی را برای شناخت نحوه پرواز مگسی انجام داده اند. یكی از این آزمایش ها ساخت یك جفت بال رباتیك ۲۵ سانتی متری به نام «روبوفلای» بود كه شش موتور در یك حركت چرخشی بال ها را به تمام جهت های ممكن حركت می دهند. حسگرهایی نیز برای اندازه گیری نیروی بال ها به آنها متصل شده است.

محرك فیزوالكتریك كه باعث به حركت درآمدن بال های این ربات خواهد شد، توسط انرژی خورشیدی فعال می شود. با وجود اینكه این ربات كوچك به طور كامل به پرواز درنیامده است، طبق گزارش ها توانسته تقریباً ۹۰ درصد از نیرویی را كه برای برخاستن مورد نیاز است، به صورت آزمایشی و توسط یك ساختار دو باله كارآمد به دست آورد. قدم بعدی در كامل تر ساختن این ربات، افزودن بخش های كنترل پرواز و ارتباطی برای كنترل از راه دور آن است. اگر نگاهی به رقم قابل توجه بودجه اختصاص یافته به پروژه های مربوط به این پرنده های رباتیك بیندازیم (حدود سه میلیون دلار) می توان به خوبی دریافت كه اولین مورد استفاده از آنها در هواپیماهای جاسوسی كوچك خواهد بود.

محققان در فكر حشره رباتیكی هستند كه می تواند برای ماموریت های شناسایی به كار آید و توسط سربازان از روی زمین قابل كنترل باشد.

پیشرفت های حاصل شده و میكروتكنولوژی شامل سیستم های میكرومكانیكی به زودی در پروژه حشرات رباتیك عملی خواهد شد و میكروسیستم هایی همچون دوربین های پیشرفته دید در شب، حسگرهای كوچك فرو سرخ و ردیاب های مواد منفجره به سرعت به سمت هرچه كوچك شدن در حركت هستند تا بتوان آنها را به راحتی در ساختار یك حشره كوچك رباتیك جای داد. نیروهای نظامی از آن دسته پرنده رباتیكی استقبال می كنند كه دامنه پروازی آن حداقل ۱۰ كیلومتر باشد و محدودیتی برای پرواز در شب نداشته باشد و بتواند در حدود دو ساعت به پرواز خود ادامه دهد. مقامات ارشد وزارت دفاع سرعت مناسب برای این پرنده رباتیك را بین ۴۰ تا ۸۰ كیلومتر در ساعت اعلام كرده اند كه توسط ایستگاه های مخابراتی زمینی كه مجهز به آنتن هایی برای هدایت آنها هستند، كنترل می شوند. پرنده های رباتیك نسل جدیدی از كاوشگران فضا به شمار می آیند. زیرا سازمانهای هوا و  فضا به توانایی های آنها پی برده و برای پژوهش بر سر ایده استفاده از آنها به عنوان كاوشگر مریخ از موسسه تحقیقاتی جورجیا پشتیبانی مالی می كند. این ربات های كوچك مزیت های زیادی را جهت استفاده در امور فضا به ارمغان می آورند. به گفته سازنده آنها «رابرت میشلسن» نمونه مخصوص سفر به مریخ باید در اندازه ای بزرگتر ساخته شود و پهنای بال آن حداقل یك متر باشد تا بتواند در اتمسفر مریخ به پرواز درآید. این پرنده رباتیك پس از وقوع بلایای طبیعی مانند زلزله، گردباد و غیره بسیار باارزش و كارآمد خواهد بود زیرا با اندازه كوچك خود و توانایی پرواز بر فراز مناطق حادثه دیده می تواند به جست وجوی افراد مجروح زیر آوار پرداخته و به درون شیارهایی بروند كه انسان و یا ماشین بزرگتر قادر به رفتن به آنجا نیست. از دیگر مزایای مهم استفاده از این ربات های پرنده می توان به گشت زنی مرزی، جست و جوهای خطرناك، كنترل ترافیك و غیره اشاره كرد.

در اصل پرنده های رباتیك نمونه دیگری از كمك رسانی فناوری امروز به بشر است، به طوری كه ماموریت های خطرناك را به خوبی به انجام رسانده و از این پس انسان با استفاده از آنها خود را كمتر درگیر عوامل خطرناك خواهد كرد. جست وجوی حادثه دیدگان یك زلزله، ماموریت های شناسایی مناطق عملیاتی دشمن و غیره همگی از ماموریت های خطرناك دنیای امروز هستند و این ربات های پرنده این امكان را به وجود آورده اند كه بدون هیچ گونه حضور فیزیكی در منطقه مربوطه فعالیت های خود را در آنجا انجام دهیم


http://insco.mihanblog.com/post/33

در هر سیستم پیشرانشی، یک سیال موثر توسط سیستم شتاب می گیرد و واکنش این شتاب ایجاد نیرویی در سیستم است. یکی دیگر از سیستم های پیشرانش، موتورهای راکتی هستند که بیشترین کاربرد آنها در موشکهاست. یک نتیجه ی کلی معادله ی تراست نشان میدهد که مقدار تراست تولید شده به جرم جریان میانی و سرعت گازهای خروجی موتور بستگی دارد.در طول جنگ جهانی دوم و بعد از آن تعدادی هواپیمای موتور راکتی جهت کاوش در سرعت های بسیار بالا ساخته شدند. X-1A که جهت شکست دیوار صوتی به کار رفت و X-15 هواپیماهایی قدرت گرفته از پیشرانش راکتی بودند. در یک موتور راکتی، سوخت و منبع اکسیژن که اکسنده نامیده میشود، بصورت مخلوط شده در یک محفظه ی احتراق میسوزند. احتراق گازهای داغی تولید میکند که از میان یک نازل جهت شتاب به جریان و تولید تراست میگذرد. در یک راکت گاز شتاب گرفته یا سیال کاری، خروجی داغ تولید شده در حین احتراق است. این سیال کاری با آنچه در یک هواپیمای جت (موتور توربینی) یا ملخلی است تفاوت دارد. موتورهای توربینی یا ملخ ران از هوای اتمسفر به عنوان سیال کاری استفاده میکنند. اما راکتها از احتراق گازهای اگزوز استفاده میکنند. در فضای خارج از جو زمین هیچ هوا یا اتمسفری وجود ندارد به همین دلیل توربینها و ملخ ها در این فضا کار نمیکنند. این دلیل توضیح میدهد که چرا راکتها میتوانند در فضا (خارج از جو) کار کنند ولی توربینها و ملخ ها نمیتوانند.در حالت کلی راکتها به دو دسته ی اصلی تقسیم میشوند: راکتهای سوخت جامد و راکتهای سوخت مایع.راکتهای سوخت مایعدر یک راکت سوخت مایع، سوخت یا همان اکسید شونده و اکسنده که ذخیره شده هستند به داخل محفظه ی احتراق پمپ میشوند و در آنجا ترکیب شده و می سوزند. نحوه ی محاسبه ی تراست راکتها که در زیر آمده است هر دو نوع راکت را در بر میگیرد. در یک راکت سوخت مایع، عاملهای محرکه، سوخت و اکسنده ، بصورت مایع و جداگانه از هم نگهداری میشوند و بعد به داخل محفظه ی احتراق پمپ میشوند.

در یک راکت سوخت مایع شما میتوانید تراست را با قطع جریان عاملهای محرکه قطع یا کم و زیاد کنید ولی در یک راکت سوخت جامد، برای این کار شما مجبورید که یا موتور را از بین ببرید یا آنرا خراب کنید. راکتهای سوخت مایع به دلیل پمپ ها و مخزنهای عاملهای محرکه، پیچیده تر و سنگین تر و گرانتر هستند و عاملهای محرکه فقط قبل از اجرا یا استفاده روی راکت کار گذاشته میشوند، در حالیکه کاربرد و استفاده ی یک راکت سوخت جامد خیلی راحت تر است و عاملهای محرکه ی آن میتوانند سالها قبل از استفاده و اجرا هم در راکت قرار بگیرند.قابل توجه است، جزئیات چگونگی مخلوط شدن و سوختن سوخت و اکسنده، بدون خاموشی شعله، بسیار پیچیده است و محاسبه و تحلیل آن کار یک دانشمند است.

راکتهای سوخت جامددر یک راکت سوخت جامد، عاملهای محرکه بصورت مخلوط شده با یکدیگر در یک سیلندر مقاوم بسته قرار گرفتند که یک سوراخ در آن وجود دارد. در شرایط دمایی عادی یا پایین تر، عاملهای محرکه نسوخته و با یکدیگر واکنش نمیدهند. اما به محض اینکه جرقه یا حرارتی مناسب به آنها برسد، آنها با یکدیگر ترکیب شده و میسوزند و در این راکتها اگر احتراق شروع شود تمام عاملهای محرکه سوخته و مصرف خواهند شد. این راکتها در پرتابه های هوا به هوا و هوا به زمین، راکتهای مدل و به عنوان کمک کننده در پرتابه های ماهواره مورد استفاده قرار میگیرد.یک جبهه ی شعله، ایجاد شده ی احتراق مخلوط است. احتراق مقدار زیادی گازهای خروجی را در فشار و دمایی بالا تولید میکند. مقدار گازهای خروجی تولید شده به مساحت جبهه ی شعله بستگی دارد و طراحان موتور از مجموعه ی اشکال مختلف سوراخ ها برای کنترل تغییر در تراست در یک موتور خاص استفاده میکنند. گازهای داغ خروجی از میان یک نازل میگذرند که به جریان شتاب میدهد. در این هنگام طبق قانون سوم حرکت نیوتن، تراست تولید میشود.مقدار تراست تولیدی یک راکت به طرح نازل بستگی دارد. کوچکترین مساحت سطح مقطح نازل گلوگاه نازل نامیده میشود. جریان داغ خروجی در گلوگاه خفه و انسداد میشود، که در نتیجه عدد ماخ در گلوگاه برابر 1 میشود و نسبت جرم جریان یعنی m دات با مساحت گلوگاه معلوم میشود. نسبت مساحت از گلوگاه تا خروجی یعنی Ae، سرعت خروجی Ve و فشار خروجی pe را تعیین میکند. در بعضی از طرح ها فشار خروجی فقط با فشار گازهای آزاد برابر است. بنابراین ما باید از نوع بلندتری از معادله ی تراست تعمیم یافته، جهت توصیف تراست سیستم استفاده کنیم. اگر فشار گازهای آزاد را باp0 نشان دهیم آنگاه معادله ی تراست F خواهد بود:

توجه کنید که در معادله ی تراست، بخاطر عدم تاثیر گذاری هوا در وسیله ی محرک، جرم معین شده ی گازهای آزاد و سرعت گازهای آزاد وجود ندارند. از آنجایی که اکسنده بطور مخلوط در عاملهای محرکه قرار گرفته است، راکتهای سوخت جامد میتوانند در شرایط خلاء  تراست تولید کنند. معادله بالا برای هر دو نوع راکت صدق میکند و علاوه بر آنها یک پارامتر بازدهی نیز وجود دارد که محرک آنی ویژه نامیده میشود و به میزان بالایی آنالیز و تحلیل عملکرد موتورهای راکتی را ساده میکند.

پیشرانش راکتی
شب صورتی

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :