NASA建了一個數字模型，告訴你什么是四翼飛行器飛行原理

如果因為有無人機侵入你所謂的“領空”，你就打算用石頭或者槍把它打下來的話，那么很不幸，你除了可能面臨民事訴訟外，我還要告訴你一些其他壞消息。不久將來，無人機將會無處不在。想想吧，到處都是無人機嗡嗡嗡的噪音。

但是理論上來說，無人機不會產生這么多的噪音。隨著無人機設計師對無人機氣體力學的理解不斷加深，他們很有可能會將無人機噪音降下來，并且通過減少氣流提高飛行效率。同樣為了達到這個目的，美國宇航局（NASA）科學家們將飛行器在飛行過程中的氣流和氣壓通過數字模型表現出來，令人感到難以置信。

看一下下面的動圖。藍色部分是低壓區，紅色部分是高壓區，白色部分是干擾空氣。航空工程師Seokkwan Yoon 和 科學可視化技術專家Tim Sandstrom —— 兩個人都是來自 NASA——不是將飛行器飛行過程中的動力進行成像，而是利用了數字模型。他們首先是對無人機進行3-D 掃描，利用1024核的 NASA “昴宿星“超級計算機 （你用的計算機可能也就是雙核揮或者四核）來模擬飛行器周圍的空氣運動。盡管裝備強大，但是超級計算機仍然用了五天時間才完成這項工作。

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NAZA 呈現的無人機飛行可視動圖。圖片來源：蒂姆·桑德斯羅姆——NASA艾姆斯研究中心/超級計算機部門制成  

那么我們通過這個動圖能看到什么？首先，機翼頂部是藍色的低壓區，但是看不到的機翼下方是紅色高壓區。正是這種氣壓差來為無人機飛行提供推力。但是這也是四翼飛行器的問題所在。當機翼在四翼飛行器機臂上方旋轉時，會在其表面產生壓力漣漪——看那些迷幻的紅藍區域。 Yoon 在郵件中說： “當機翼轉過機臂時，機身會產生一種強大的下向力，這種下向力會緩沖推力。”除此之外，機翼和機身的相互作用會導致機身搖晃，如果飛機沒有自動飛行控制系統（這種系統，再加上路線計算和糾正，會損耗掉一大部分電池壽命）的話，可能會導致飛機飛行不穩定。

從這個數字動圖也可以看出無人機為什么會產生噪音?？吹綑C翼尖端產生的藍色低壓圓圈了嗎？機翼最終就是通過這些藍色低壓圈回轉，從而產生波動，發出噪音。通過可視動圖，設計師也許能夠找到方法對無人機進行重新設計，降低噪音。

這些氣壓圖也能幫助設計師優化飛行器穩定性——項亞馬遜這樣的零售商，如果他們使用無人機運送包裹的話，穩定性對其來說，會至關重要。畢竟小型無人機很難應付大風。尤其是大風將他們吹向兩邊的建筑物時，他們更應付不來了。  Yoon 說, “ 如果我們真的想實現亞馬遜或其他公司夢想的那種服務，也許我們需要參考一下其他的設計配置來解決安全問題?！?/span>

放下你手里的槍吧，我保證，未來無人機會會很安靜的。 

雷鋒網按：本文來自wired，作者MATT SIMON，由雷鋒網編譯。更多關于機器人方面的資訊，可關注雷鋒網機器人垂直欄目微信公眾號「新智造」。

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