Model komputer tentara mengungkap rahasia drone kecil yang lebih tenang
HI-Tech

Model komputer tentara mengungkap rahasia drone kecil yang lebih tenang


Peneliti Angkatan Darat mengidentifikasi cara-cara baru untuk membuat UAV kecil seperti PUMA lebih tenang di daerah padat penduduk. Kredit: Sgt. Hillary Rustine

Bukan rahasia lagi bahwa Angkatan Darat AS menginginkan sistem udara tak berawaknya yang kecil untuk beroperasi secara diam-diam di wilayah padat penduduk, tetapi tes untuk mencapai hal ini bisa mahal, memakan waktu dan banyak tenaga menurut para peneliti.

Miranda Costenoble, seorang peneliti mahasiswa pascasarjana dengan Komando Pengembangan Kemampuan Tempur Angkatan Darat AS, sekarang dikenal sebagai DEVCOM, Laboratorium Penelitian Angkatan Darat, mempresentasikan karya di Forum Tahunan ke-76 Masyarakat Penerbangan Vertikal yang mendemonstrasikan bagaimana pakar penerbangan dapat memperoleh informasi tentang lapisan batas airfoil menggunakan dinamika fluida komputasi , atau CFD, untuk memungkinkan pengembangan kendaraan udara yang lebih tenang.

Kendaraan yang lebih kecil, seperti drone pengiriman paket, misalnya, biasanya tidak terbang setinggi yang lebih besar karena mereka harus dapat mendarat di hampir semua halaman depan siapa pun, katanya. Mereka juga harus lebih tenang.

“Bayangkan seluruh armada drone pengiriman ini berisik; orang tidak akan menginginkan mereka berada di lingkungan mereka,” kata Costenoble. “Jadi meskipun drone kecil akan menghasilkan lebih sedikit kebisingan daripada helikopter ukuran penuh pada awalnya hanya karena lebih kecil dan lebih lambat, ada persyaratan yang lebih ketat dalam hal apa yang diharapkan darinya.”

Para peneliti membayangkan sejumlah aplikasi di mana Angkatan Darat mungkin ingin menyebarkan platform kecil, stabil, dan tidak tergantung medan.

“Pengawasan terutama banyak dibicarakan sebagai aplikasi sUAS; namun, jika musuh menyadari bahwa mereka sedang diawasi, mereka mungkin akan menembak jatuh atau bersembunyi dari sUAS,” katanya.

Jika sUAS terdengar seperti 1.000 lebah yang marah, maka musuh akan menyadarinya lebih cepat dan lebih mudah, katanya.

“Jadi, ini adalah aplikasi yang peka terhadap suara di mana performa akustik menjadi penting untuk keseluruhan desain,” katanya.

Costenoble, seorang kandidat doktoral di University of Maryland College Park, bekerja dengan peneliti lain pada kode dinamis cairan komputasi dengan ketelitian tinggi, yang dapat digunakan oleh perancang UAS kecil untuk memperhitungkan akustik semudah biasanya mereka memperhitungkan kinerja kendaraan. Dengan cara ini, akustik bisa menjadi sesuatu yang fundamental bagi desain sUAS, bukan hanya sekedar menjadi renungan, katanya.

Costenoble adalah satu dari sembilan mahasiswa UMD yang memperoleh Beasiswa Vertical Flight Foundation tahun ini.

Model komputer tentara mengungkap rahasia drone kecil yang lebih tenang

Grafik simulasi superkomputer menunjukkan aliran udara untuk menentukan sumber pembangkit kebisingan. Kredit: Angkatan Darat AS

Ini tidak sesederhana menerapkan model kebisingan yang ada untuk helikopter ukuran penuh ke yang lebih kecil, katanya. Helikopter ukuran penuh, dengan rotor besar yang bergerak dengan kecepatan tinggi, beroperasi dalam kondisi aerodinamis di mana akustiknya didominasi oleh suara bilah rotor yang melewati pengamat; Namun, rotor yang lebih kecil dan lebih lambat yang digunakan pada UAS kecil beroperasi dalam sistem aerodinamis yang berbeda, di mana akustik didominasi oleh suara bising yang dihasilkan oleh bilah yang melewati dan mengganggu udara di sekitarnya. Karena kebisingan ini terjadi pada rentang frekuensi menengah dan tinggi, ini disebut sebagai kebisingan broadband.

“Untuk memperhitungkan kebisingan broadband selama proses desain UAS kecil, kami menggunakan model semi-empiris,” katanya. “Model-model itu dikembangkan lebih dari 30 tahun yang lalu untuk sebuah airfoil tertentu, dan karenanya mungkin perlu diperbarui untuk menjelaskan fisika berbagai bentuk airfoil.”

Menggunakan model-model ini membutuhkan pengetahuan tentang aliran lapisan batas dari baling-baling baling-baling baling-baling – yaitu, aliran udara di dekat permukaan dari baling-baling baling-baling – katanya, karena gangguan udara di dalam lapisan batas adalah sumber kebisingan broadband.

“Parameter aliran lapisan batas tidak tersedia dalam literatur sebelumnya untuk sebagian besar airfoil, dan tidak dapat diperoleh dari metode aerodinamika yang disederhanakan,” kata Costenoble. “Tujuan dari pekerjaan ini adalah untuk mengembangkan metode untuk mendapatkan parameter lapisan batas airfoil dari kode dinamika fluida komputasi fidelitas tinggi yang ada, tanpa memerlukan upaya lebih dari pengguna akhir kode daripada yang diperlukan sebelumnya.”

Tujuan dari karyanya adalah untuk mengembangkan metode untuk mendapatkan parameter lapisan batas airfoil dari kode dinamika fluida komputasi fidelitas tinggi yang ada, tanpa memerlukan upaya lebih dari pengguna akhir kode daripada yang diperlukan sebelumnya, katanya.

Tanpa metodologi ini, para peneliti akan memperoleh informasi semacam ini dari uji terowongan angin, “tetapi itu mahal dan memakan waktu. Ini juga mungkin untuk menggunakan kode CFD yang ada, tetapi akan membutuhkan pemrosesan pasca padat karya keluaran kode, “kata Costenoble.

Proyek ini adalah bagian dari program penelitian di laboratorium untuk mengatasi tantangan desain dan pengendalian platform UAS. Para peneliti mengatakan mereka mencari kemampuan yang memungkinkan untuk memajukan misi Angkatan Darat dalam operasi multi-domain.

“Saling ketergantungan dari berbagai bidang penelitian membutuhkan pendekatan komprehensif untuk mengembangkan solusi yang meningkatkan sejumlah atribut yang diinginkan dalam kinerja, kemampuan manuver, dan kebisingan UAS secara bersamaan,” kata Dr. Rajneesh Singh, kepala Analisis Terpadu Kendaraan di laboratorium.

Mengurangi emisi kebisingan tanpa mengorbankan jangkauan atau daya tahan penerbangan UAS telah menjadi “masalah sulit bagi komunitas S&T,” kata Singh, tetapi proyek kolaboratif ini membuat Angkatan Darat lebih dekat untuk mengatasinya.

Singh juga memuji model bisnis kampus terbuka ARL, yang memungkinkan Angkatan Darat untuk memperluas jaringan penelitian yang diperlukan untuk pendekatan komprehensif.


Eksperimen, hasil simulasi mengungkapkan bagaimana rotor helikopter koaksial yang berputar-putar dapat menyebabkan hover yang lebih tenang


Informasi lebih lanjut:
vtol.org/store/product/computa… ics-models-16494.cfm

Disediakan oleh Laboratorium Riset Angkatan Darat

Kutipan: Model komputer tentara mengungkap rahasia drone kecil yang lebih tenang (2020, 3 Desember) diakses 3 Desember 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-12-army-unveil-secret-quieter-small.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Keluaran SGP