亚马逊背后的设计决策'S奇怪的送货无人机

亚马逊最新的送货无人机看起来很奇怪 - 这是它的苍蝇。

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不寻常的样子 亚马逊’s delivery drone 将固定翼飞机的元件相结合,例如传统客机和粗根,如直升机,在既不看起来也是如此。但尽管它不寻常的外观,但是柔软的无人机旨在考虑到其挨家挨户的送货所要求。

腐脱叶道可以垂直落下并落地,这将是一个必不可少的要求,如果公司是安全,并且准确地作为其一部分安全脆弱的包裹 亚马逊 Prime Air service。缺点是它们的效率和范围较低。作为两者的混合动力,亚马逊无人机允许方便的垂直起飞和着陆,并且其固定翼的特点,平稳和快速飞行的可能性,在30分钟内送达大约15英里左右的套餐。

旋转元件包括在四对同轴转子组织的八个螺旋桨 - 其中一个人安装在另一个上 - 在Quadcopter布局上。这些适配在两个水平臂,一侧为无人机的中央鱼雷样机身,携带包装和电池供电。同轴转子比单个转子螺旋桨效率低,它们需要相同推力的功率约为40%。但是它们确实为给定的转子区域提供了更大的推力 - 一种将最突出的方式装入一个小型飞机。

权力和稳定性

Quadcopter布局背后的基本原理是每个螺旋桨产生的推力可以独立地控制以稳定车辆的姿态。与直升机不同,实际上不可能手动控制Quadcopter。 Quadcopters已变得如此流行的原因 - 易于飞行 - 只是由于经济实惠的自动驾驶系统的兴起,智能监测和稳定无人机。

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一个箱翼设计,上下翼表面'缠绕'。 钢条, cc by-sa

 

无人机的固定翼方面由两个翅膀组成。后翼是一个箱翼设计,包括三个立式尾鳍,一个带有水平安装的螺旋桨。虽然很少使用,由于所谓的所谓的东西,箱翼比传统翼更有效地比传统翼更有效 涡旋引起的阻力
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烟雾的实验揭示了Wingtip漩涡的力量和大小。 美国宇航局

 

由于机翼的较低表面上的高压空气围绕机翼提示,因此发生了这种拖动,导致拖动并降低机翼的有效性。为了解决这个问题,该箱翼设计提供了一种连续表面,该表面阻挡了空气的运动从下表面到上表面。传统飞机上的小翼旨在发挥类似的作用。

箱翼还具有一些结构优势,但实际上存在空气动力学权衡,这意味着它通常被丢弃有利于大翼跨度。在亚马逊的情况下,箱翼设计在飞机上提供了必要的升力,这也很小 - 因此它更容易落在你的花园里。

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机翼尖端的小翅膀,旨在减少阻力。 Hecki.

 

前翼还具有幼翼状翅片以减少拖曳,只有这些倒在向下时,它们也可以将其作为适合着陆齿轮,两个轮子的地方加倍,以某种方式不会产生过度额外的拖动。

传统的固定翼飞机通常使其翅膀在鼻子和尾部之间或多或少地设定,而这种无人机的翅膀位于极端的前后,使飞机成为好奇的方形。

对于飞机稳定和安全飞行,质量中心必须定位在升力中心的前面。在传统的飞机上,升力中心大致与主翅膀对齐,飞机的重量更靠近鼻子。亚马逊的无人机的质心可能靠近飞机的中心,以确保在垂直飞行中运行时平衡。在后部的使用较大的翼面积将有助于将升降机落后,在质心后面,以确保其在前飞行中保持稳定。

 

 

对于其控制表面,无人机具有升性 - Ailerons(控制飞机卷)和电梯(控制间距)的组合。当同步时,它们可用于向上或向下控制飞机的间距角度,并且当沿相反方向移动时,它们控制飞机的卷。这种设计是另一个可能降低质量,成本和复杂性的另一个决定,尽管可能处于控制成本。

该飞机是亚马逊评估的几种原型之一,并展示了一些有趣的概念。不可避免地,在垂直起飞和着陆和前进飞行效率的需要之间存在难以妥协。翅膀和控制表面增加了额外的重量,减少飞行时间,而转子,它们的电机和它们所需的额外结构元件将增加重量和拖动,从而降低其范围。看看亚马逊如何平衡这些冲突的要求是有趣的,因为他们的设计进展。

Pejman iravani,机械工程中的讲师, 浴浴大学; 大卫砍刀,航空航天工程中的讲师, 浴浴大学, 和 乔纳森杜比斯,机电工程中的讲师, 浴浴大学。本文最初发布 谈话。阅读 来源文章.