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NASA 研究 DJI Phantom 3 解構四軸無人機運作的氣流流向

文: | 2017-01-26T14:24:32+08:00 2017-01-26| , , , , |

美國太空總署(NASA)DJI Phantom 3 空拍機進行電算流體力學(Computational Fluid Dynamics,CFD)研究,嘗試解構現時普及的多旋翼飛行器運作時的空氣流動,協助改善未來無人機的機型設計。

助改善送貨無人機設計

NASA 轄下埃姆斯研究中心(Ames Research Center)發布一段展示 DJI Phantom 3 懸停時周遭空氣流動的影片,揭示受 4 組電動機和 X 形飛行器機身影響而形成的複雜空氣運動。

其實,DJI Phantom 3 只是作為多旋翼無人機的尋常例子,團隊還研究過四軸的傾轉旋翼機;目標是找出電動機、飛行器、機翼之間的距離,對多旋翼機飛行表現和效能的影響,作為研發高負載力的大型多軸無人機之參考:

  • 發動機距離愈小,效能愈低;
  • 飛行器機身設計對改善氣流流動、提升電動機效能有一定幫助;
  • 多加 4 組電動機,可提供接近原有 2 倍的推進力。

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DJI Phantom 3 Advanced 飛行中

DJI Phantom 系列正是最常見的四軸機型,圖為懸停半空的 Phantom 3 Advanced。

NASA 開發多款 CFD 軟體

電算流體力學是利用電腦算法,模擬和分析液體或氣體運動的學科。NASA 通過此學科研究飛行器和空氣的互動已有幾十年歷史,其中不少研究結果已用測試新型飛行器的設計,以及改善未來機型的表現。著名 CFD 軟體《CFL3D》、《FUN3D》、《OVERFLOW》等均是出自 NASA 手筆。

上述以 DJI Phantom 3 為例的多軸無人機研究已由 Seokkwan Yoon 在美國航天航空學會(American Institute of Aeronautics and Astronautics,AIAA)舉辦的 SciTech 論壇上發表,而論文亦已在網路上公開。

▼ 美國太空總署(NASA)用電腦模擬四軸機的空氣流動情形

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DP