วิศวกรชาวมอสโกสร้างมู่เล่ได้อย่างไร ความสำเร็จอันยิ่งใหญ่ของออร์นิฮอปเตอร์จิ๋วที่ควบคุมด้วยวิทยุ

ออนิฮอปเตอร์เป็นเครื่องจักรที่ใช้ปีกกระพือบินได้เหมือนนก
ผู้เชี่ยวชาญจากห้องปฏิบัติการอุปกรณ์ไมโครบินได้ (MAV) จากมหาวิทยาลัยแอริโซนาเชี่ยวชาญด้านการสร้างเด็กทารกบินได้เหล่านี้ตามภาพวาดของลีโอนาโด ดาวินชี และยังสามารถจัดการการผลิตจำนวนมากได้อีกด้วย

อุปกรณ์ที่นำเสนอนี้เป็นออร์นิฮอปเตอร์ที่เล็กที่สุดในโลก กลไกนี้มีขนาดไม่ใหญ่ไปกว่านกฮัมมิ่งเบิร์ด บินโดยใช้ปีกที่กระพือปีก 40 ครั้งต่อวินาทีโดยไม่ต้องใช้ใบพัด เช่นเดียวกับเครื่องบินส่วนใหญ่ ระบบควบคุมด้วยวิทยุดิจิตอลช่วยให้เลี้ยว ขึ้นลง และลงได้อย่างราบรื่น โครงออร์นิฮอปเตอร์ทำจากพลาสติกที่ทนทานแต่มีน้ำหนักเบา ปีกและหางหุ้มด้วยเมล์กันการฉีกขาด แบตเตอรี่ลิเธียมช่วยให้คุณอยู่ในเที่ยวบินได้นานถึง 7 นาที

คุณสามารถชมออร์นิฮอปเตอร์ขนาดจิ๋วได้ใกล้ยิ่งขึ้น

ออร์นิฮอปเตอร์ขนาดเล็กอีกตัวหนึ่งที่สร้างขึ้นโดยห้องปฏิบัติการของมหาวิทยาลัยยูทาห์เพื่อการเข้าร่วมการแข่งขันโดยเฉพาะนั้นถูกสร้างขึ้นจากองค์ประกอบของคาร์บอนไฟเบอร์ มีการใช้ระบบวิทยุสามช่องในการควบคุม แทนที่จะใช้เซอร์โวมอเตอร์มาตรฐาน จะใช้ "โซลินอยด์ควบคุมพื้นผิว" (การแปลอาจไม่ถูกต้อง) โดยใช้พัลส์แม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อขับเคลื่อนพื้นผิวให้เคลื่อนที่ หัวใจของนกขนาดเล็กตัวนี้มีโมดูลการสั่นสะเทือนขนาดเล็กจากเพจเจอร์

หลังจากเข้าร่วมการแข่งขันเครื่องบินจิ๋วในอเมริกาและนานาชาติหลายครั้ง เด็กน้อยคนนี้ก็กลายเป็นผู้ชนะครั้งแล้วครั้งเล่า สถานที่แรกในโลกในหมู่ ornithopters และอันดับสองในหมู่เครื่องบินขนาดเล็กโดยทั่วไป

และนี่คือปาฏิหาริย์เล็กๆ น้อยๆ ที่ดูเหมือนกำลังบินอยู่

สวัสดีทุกคน!
ส่วนหนึ่งของโครงการแนะนำเด็กๆ ให้รู้จักวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (อย่าลืมผู้ใหญ่ด้วย) มีการจัดซื้อออร์นิฮอปเตอร์จำนวน 10 ชุด พวกเขายังขายทีละชิ้นด้วย: ตัวอย่างเช่นในตอนแรกสั่งซื้อ ornithopter เพียงอันเดียวใน Ali ด้วยราคา 0.72 ดอลลาร์ (ค้นหาด้วยคำว่า "ornithopter") หลังจากนั้นสองสามสัปดาห์ก็สังเกตเห็นและซื้อชุดราคาไม่แพง 10 ชิ้น .

คำอธิบายผู้ขาย:

แบรนด์ใหม่ 100% และมีคุณภาพสูง
สี:สีจะถูกส่งโดยสุ่ม
ขนาด: 32 ซม.* 41 ซม
หมายเหตุ: เนื่องจากความแตกต่างระหว่างจอภาพที่ต่างกันรูปภาพอาจไม่สะท้อนสีที่แท้จริงของรายการ ขอบคุณ!

แพคเกจประกอบด้วย: 10 ชิ้น

พัสดุมาถึงอย่างรวดเร็วอย่างน่าประหลาดใจภายใน 18 วัน โดยพัสดุสีดำซึ่งภายในห่อด้วยบับเบิ้ลแรปสองชั้นนั้นถูกห่อด้วยปีกที่ประกอบเข้าด้วยกัน และพัสดุที่มีหาง แถบยางยืด และแผ่นไม้ไผ่

การประกอบ ornithopter นั้นไม่ใช่เรื่องยาก หากต้องการบิน คุณต้องเชื่อมต่อหางและปีกเป็นชิ้นเดียวโดยใช้แถบไม้ไผ่ และขันวงแหวนยางสองสามวงออกจากชุดอุปกรณ์ให้แน่น กลับกลายเป็น “นก” ชนิดหนึ่งที่วางแผนได้ดี

อย่างไรก็ตามไม้ไผ่รองรับปีกคู่หนึ่งแม้จะอยู่ในบรรจุภัณฑ์ แต่ก็แตกหัก ด้วยความช่วยเหลือของกาวและไม้จิ้มฟันไม้ไผ่บางๆ ฉันคิดว่ามันจะซ่อมได้ง่าย

เที่ยวบินไม่นาน - หนังยางคลายตัวสูงสุด 10 วินาที หน้าที่ของเขาคือยก "นกให้สูงขึ้น" โดยวางแผนเพิ่มเติมขึ้นอยู่กับตำแหน่งของปีก น่าเสียดายที่ยังถ่ายวิดีโอไม่ได้ เนื่องจากมีพื้นที่ในอพาร์ทเมนท์ไม่เพียงพอ และข้างนอกมีลมแรง การทดสอบวิ่งในอพาร์ตเมนต์โดยชนกำแพง

เราวางแผนที่จะใช้แร็คและยางที่ยาวขึ้นเพื่อเพิ่มเวลาการบิน

ขนาด:
ช่วงปีก - 41 ซม.
ความยาวของระแนงไม้ไผ่ 14 ซม.
ความยาวหาง - 16 ซม.
เส้นผ่านศูนย์กลางห่วงยาง 4.5 ซม.

ฉันคิดว่าของเล่นชิ้นนี้จะเป็นความบันเทิงที่น่าสนใจสำหรับเด็ก ๆ ในอากาศบริสุทธิ์

รายการพจนานุกรม - ORNITHOPTER

ออนิโธปเตอร์
[ออร์นิทอปต์'เออร์]
(ornitho... gr. pteron wing) น. อากาศยานที่หนักกว่าอากาศซึ่งมีปีกกระพือปีก (ตามหลักการบินของนก).

ฉันกำลังวางแผนที่จะซื้อ +12 เพิ่มในรายการโปรด ฉันชอบรีวิว +33 +45

...นางแบบถอดออกจากตำแหน่งใดก็ได้ แค่บิดมอเตอร์ยางก็เพียงพอแล้ว และ “นก” สองปีกก็ดันปีกออกอย่างแรงและเริ่มเร่งความเร็วขึ้นสู่ท้องฟ้าอย่างรวดเร็ว เธอดูเรียบง่ายมาก แต่ความเรียบง่ายของรูปร่างไม่ได้ป้องกันไม่ให้กลายเป็นต้นแบบของอุปกรณ์ที่คล้ายกันทั้งตระกูลที่มีเครื่องยนต์ประเภทและกำลังต่างๆ พวกเขามีสิ่งหนึ่งที่เหมือนกัน: มู่เล่เกือบทั้งหมดลอยขึ้นไปในอากาศอย่างมั่นใจ และความลับของพวกเขานั้น อาจอยู่ที่ความเรียบง่ายดั้งเดิม ในการรวมตัวกันในอุดมคติตั้งแต่แรกเริ่มของแรงเฉื่อยมวลและแรงแอโรไดนามิก...

กลไกการบินของนกฮัมมิงเบิร์ดอเมริกาใต้ตัวเล็กเป็นหนึ่งในกลไกที่น่าสนใจที่สุดเมื่อพิจารณาจากมุมมองทางอากาศพลศาสตร์ ความจริงก็คือรูปแบบการทำงานของปีกนกฮัมมิ่งเบิร์ดอาจง่ายที่สุด: พวกมันเคลื่อนที่เกือบจะในระนาบแนวนอนและแรงยกเกิดขึ้นที่ปีกโดยไม่คำนึงถึงทิศทางการเคลื่อนที่

เมื่อมองแวบแรก ดูเหมือนว่าเป็นเรื่องง่ายมากที่จะสร้างแบบจำลองเชิงกลของนกฮัมมิ่งเบิร์ดที่มีขนาดใหญ่เพียงพอ แต่หลักการที่ไม่อาจหยุดยั้งได้มีผลบังคับใช้แล้ว ตามแรงเฉื่อยของมวลที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อขนาดของกลไกเพิ่มขึ้น บางที ไม่มีวัตถุใดในธรรมชาติที่สามารถต้านทานสิ่งเหล่านี้ได้ มันไม่สมเหตุสมผลเลยที่จะสร้างแบบจำลองขนาดเท่าเบอร์ดี้

มาดูระยะการเคลื่อนไหวของปีกของนกฮัมมิ่งเบิร์ดกันดีกว่า แต่ละคนเคลื่อนที่ไปตามส่วนโค้งของวงกลม ที่จุดสุดขั้วปีกจะช้าลง หยุดและเริ่มระยะใหม่ ในขณะที่มุมการโจมตีจะเปลี่ยนไปในทิศทางตรงกันข้าม

แต่กระบวนการนี้ควรถูกคัดลอกแบบสุ่มสี่สุ่มห้าบนแบบจำลองหรือไม่: เพราะเหตุใดจึงต้องหยุดปีกที่จุดที่ "ตาย" มันไม่ง่ายกว่าหรือที่จะส่งปีกซ้ายไปทางด้านขวาของแบบจำลองโดยไม่รบกวนการกระพือปีกและ อันขวาในเวลาเดียวกันตามลำดับไปทางซ้าย?

เอ - ภาคการเปลี่ยนแปลงในทิศทางการเคลื่อนที่ของปีกของนกฮัมมิ่งเบิร์ดและการกลับมุมการโจมตี B - เซกเตอร์ของความสามารถในการเปลี่ยนปีกของโมเดล

ลองจัดปีกเป็นระนาบขนานกันสองใบ - โดยประมาณเหมือนกับใบพัดของเฮลิคอปเตอร์โคแอกเซียล ขั้นแรก ระนาบลูกปืนจะหมุนเข้าหากัน ใกล้กับระนาบสมมาตรของแบบจำลอง สิ่งที่เรียกว่าการแลกเปลี่ยนได้จะเกิดขึ้น: ปีกขวาจะกลายเป็นซ้าย และในทางกลับกัน ด้านซ้ายจะกลายเป็นขวา

แม้จะแตกต่างจากรุ่นต้นแบบ แต่การบินของโมเดลก็ไม่ต่างจากการบินของนก แม้จะมองเห็นได้อย่างหมดจดภาพลวงตาก็ถูกสร้างขึ้นว่า "สกรูครึ่งตัว" ไม่หมุน แต่ทำการเคลื่อนไหวแบบกระพือปีกในระนาบแนวนอน แต่แน่นอนว่าประเด็นไม่ได้อยู่ที่ความคล้ายคลึงภายนอก แต่อยู่ที่พื้นฐานทางกายภาพของผลกระทบ

มาดูความคล้ายคลึงกันระหว่างกลไกการบินของโมเดลและต้นแบบกันดีกว่า ปีกของนกฮัมมิ่งเบิร์ดกระพือปีกในบางส่วนของวงกลม เซกเตอร์ที่คล้ายกันสามารถระบุได้ในแบบจำลอง โดยเกือบจะเข้าใกล้ครึ่งวงกลม แต่ไม่เท่ากับมัน ในส่วนของแมลงวัน (ในนกฮัมมิ่งเบิร์ด) ปีกจะเคลื่อนไปข้างหน้าจากนั้นพวกมันก็หยุดทันทีหลังจากนั้นพวกมันก็เริ่มเคลื่อนที่ไปข้างหลังในขณะที่มุมการโจมตีของมันจะเปลี่ยนไปในทิศทางตรงกันข้าม

ทั้งในนกและแบบจำลอง จะพบส่วนที่เป็นวงกลมอีกสองส่วนซึ่งอยู่ใกล้ระนาบสมมาตร ส่วนในนกฮัมมิงเบิร์ดเป็นส่วนสำหรับเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ของปีกและกลับมุมการโจมตี และใน แบบจำลองเหล่านี้เป็นส่วนที่สามารถใช้แทนกันได้ของปีก

ในระยะหลัง ปีกของแบบจำลองไม่ทำงานเป็นระบบการกระพือปีก: เอฟเฟกต์การกระพือปีกจะสิ้นสุดลงเล็กน้อยก่อนช่วงเวลาที่เครื่องบินจัดแนวบนแกนตามยาว และเริ่มต้นหลังจากที่พวกมันผ่านตำแหน่งนี้ใกล้กับแกนสมมาตรเท่านั้น โดยทางกายภาพแล้ว ภาคของความสามารถในการสับเปลี่ยนกันได้ถูกกำหนดให้เป็นพื้นที่ของการเปลี่ยนแปลงจากโหมดการแกว่งของทิศทางหนึ่งไปยังโหมดการแกว่งของอีกทิศทางหนึ่ง

ดังนั้นจึงสามารถสรุปได้สองประการ ประการแรกคือทั้งนกฮัมมิ่งเบิร์ดและแบบจำลองได้กำหนดส่วนที่กระพือปีกไว้อย่างชัดเจนทางด้านขวาและด้านซ้ายของระนาบสมมาตร เพียงพอแล้ว - ในทั้งสองกรณี งานเดียวกันก็เสร็จสิ้น ในส่วนเหล่านี้ ปีกจะทำหน้าที่เป็นระบบกระพือปีก และประการที่สอง ใกล้ระนาบสมมาตร มีส่วนสำหรับเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ของปีกและเปลี่ยนมุมการโจมตี (สำหรับนกฮัมมิ่งเบิร์ด) และส่วนสำหรับการเปลี่ยนปีกได้และเปลี่ยนมุมการโจมตี (สำหรับแบบจำลอง) ในทั้งสองกรณีจะทำหน้าที่เดียวกัน - การเปลี่ยนแปลงความยืดหยุ่นที่ราบรื่นในทิศทางการเคลื่อนที่ของปีกพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงมุมการโจมตีที่สอดคล้องกัน

1 - ชั้นวางลำตัว, 2, 5 - ปีก, 3 - ตัวยึดแบริ่ง, 4 - แกนปีกบน, 6 - มอเตอร์ยาง, 7 ตะขอ

ดูที่รูปภาพ. เป็นความจริงหรือไม่ที่แบบจำลองนี้ค่อนข้างเรียบง่ายและมีลักษณะคล้ายกับแบบจำลองแผนผังเครื่องยนต์ยางที่รู้จักกันดีของเฮลิคอปเตอร์โคแอกเซียล? ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือใบพัดปกติจะถูกแทนที่ด้วยปีกที่หมุนไปในทิศทางตรงกันข้าม ซึ่งดูเหมือนไม่สมดุล

แต่ความไม่มั่นคงนี้ชัดเจน หากเราพิจารณากระบวนการเคลื่อนที่ของปีกดังกล่าวหรือหากคุณต้องการแบบกึ่งปีกโดยคำนึงถึงไม่เพียง แต่แรงเฉื่อยมวลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงแรงทางอากาศพลศาสตร์ด้วยปรากฎว่าความไม่สมดุลเฉื่อยนั้นมาพร้อมกับความไม่สมดุลของอากาศพลศาสตร์ ดังที่การทดลองกับแบบจำลองที่คล้ายกันและการตีความผลลัพธ์ในเวลาต่อมาได้แสดงให้เห็น ความไม่สมดุลของมวล-เฉื่อยก็เหมือนกับที่เป็นอยู่ในเฟสแอนติเฟสที่มีความไม่สมดุลตามหลักอากาศพลศาสตร์ หลักการของการรักษาเสถียรภาพอัตโนมัติของอุปกรณ์ดังกล่าวคือการทำงานของกองกำลังที่ซับซ้อนซึ่งกระทำต่อปีก - ตามหลักอากาศพลศาสตร์และเฉื่อย นี่คือสิ่งที่ทำให้อุปกรณ์ดังกล่าวไม่ได้รับการพิจารณาว่าเป็นเฮลิคอปเตอร์ที่มีโรเตอร์โคแอกเซียล แต่เป็นมู่เล่ซึ่งเป็นเครื่องจักรที่มีปีกกระพือปีก

แอล. แอตลานอฟ, นัลชิค

สังเกตเห็นข้อผิดพลาด? เลือกและคลิก Ctrl+ป้อน เพื่อแจ้งให้เราทราบ

ออร์นิฮอปเตอร์เป็นเครื่องบินที่หนักกว่าอากาศซึ่งได้รับการสนับสนุนในการบินโดยปฏิกิริยาของอากาศกับเครื่องบินซึ่งมีการเคลื่อนที่กระพือปีก

Ornithopters เป็นที่สนใจมาตั้งแต่สมัยโบราณ เพราะนี่คือวิธีที่นกบิน

มีแม้แต่ภาพวาดของออร์นิฮอปเตอร์ที่สร้างโดย Leonardo DeVinci

ในการทำมู่เล่ ornithopter แบบโฮมเมดด้วยมือของคุณเอง คุณจะต้องมีวัสดุสิ้นเปลืองดังต่อไปนี้:

แผ่นไม้

ถุงพลาสติก

ยางรัดธนาคาร

กระทู้

กาวทันทีและยาง

คลิปหนีบกระดาษหรือลวดเหล็ก

ในภาพด้านล่างคุณสามารถดูภาพวาดสำหรับทำ ornithopter ด้วยมือของคุณเอง

สำหรับการผลิตจะดีกว่าถ้าใช้ไม้ดอกเหลืองหรือบัลซาคุณสามารถใช้ท่อคาร์บอนหรือแท่งพลาสติกอย่างที่สหายจีนทำ อย่างไรก็ตามคุณสามารถวางแผนตะกอนของต้นไม้ใดก็ได้ - เบิร์ช, ลินเดน ฯลฯ

การเชื่อมต่อของแผ่นเฟรมทำโดยใช้แบบลิ้นและร่องและพันด้วยเกลียวที่ชุบด้วยกาว

ขอบนำของปีกยังผูกติดกับคันโยกด้วยด้าย แต่ก่อนหน้านั้นจะมีการเจาะรูในนั้นซึ่งผ่านคันโยกไป

แบริ่งของเพลามอเตอร์และคันโยกยางสามารถทำจากฉนวนลวดหรือจากส่วนต่างๆ ของแกนจากด้ามจับ พวกมันยังพันด้วยเกลียวและเกลียวนั้นถูกชุบด้วยกาว เพลาข้อเหวี่ยงที่คล้ายกับในรูปนั้นงอจากลวดจากนั้นจึงใส่ลูกปัดเข้าไปและสอดเข้าไปในตลับลูกปืนหลังจากนั้นของอ (ดูรูป) คันโยกงอและหลังจากใส่เข้าไปแล้ว ปลายจะงอ

หางโคลงถูกยึดจากแผ่นในลักษณะเดียวกับเฟรมหลังจากนั้นลวดจะถูกพันด้วยเกลียวและโค้งงอตามที่แสดงในภาพ

มีการตัดในกรอบ ornithopter ที่สอดลวดเข้าไปหลังจากนั้นจึงพันด้วยด้ายและติดกาว

ต่อไปทำก้านสูบเราสร้างมันจากไม้ไผ่มันสะดวกที่จะแยกแท่งบาง ๆ ออกจากมันเราใส่ท่อฉนวนลวดที่ปลายของมันเราเผารูในท่อให้ความร้อนลวดเหนือเทียนแล้วเจาะอย่างรวดเร็ว ท่อกับมัน เราสร้างท่อให้ยาวขึ้นจากปลายที่เสียบไม้เข้าไป คุณจะต้องใช้สิ่งนี้ในการปรับเปลี่ยน

เรายืดแถบยางสองเส้นระหว่างตะขอแล้วบิดมอเตอร์ยาง แต่ไม่มากเกินไปแล้วปล่อยปีกควรเริ่มขยับหากจังหวะไม่เท่ากันให้งอข้อเหวี่ยงหน้า

ต่อไปเราหล่อลื่นซี่โครงกลางและแผ่นขอบด้วยกาวยางวางเครื่องบินของเราบนฟิล์มแล้วยืดให้ตรงเพื่อให้ฟิล์มย้อย แต่ไม่มากเราพยายามทำเท่า ๆ กันทั้งสองด้านไม่เช่นนั้นมันจะบินเป็นวงกลม .

เมื่อใช้ซีเมนต์ยาง แนะนำให้ติดเทปเล็กๆ ไว้ด้านหลัง

เรายังตรวจสอบให้แน่ใจด้วยว่าปีกเหมือนกัน

อย่าลืมปล่อยให้กาวแห้งแล้วจึงเปิดตัว!

หากคุณยังไม่เข้าใจการก่อสร้างมากนัก ให้ดูวิดีโอด้านล่าง

วิดีโอการทำ ornithopter ด้วยมือของคุณเอง

และนี่คือการบินของ ornithopter เวอร์ชันจิ๋วที่มีน้ำหนัก 3 กรัม

วิธีการตั้งค่าออร์นิฮอปเตอร์

หากนกของคุณกำลังดำน้ำ ให้งอหางขึ้น หากนกกำลังเอียง (ยกจมูกและล้ม) ให้ลดหางลงในทางตรงกันข้าม นอกจากนี้ การเปลี่ยนความยาวของก้านสูบทำให้เรามีเสถียรภาพและการยึดเกาะมากขึ้นระหว่างการบิน

หากประกอบทุกอย่างอย่างถูกต้อง โมเดลนี้จะได้รับระดับความสูงเป็นเส้นตรง หลังจากนั้นจะค่อยๆ กระพือปีกแล้วนั่งลง โดยพับปีกเล็กน้อย โมเดลในร่มดูเหมือนแมลงปอมากขึ้นเมื่อมันปีนขึ้นไป โดยมีความถี่ในการกระพือถึง 20Hz เมื่อประกอบโมเดลขนาดใหญ่ เวลาบิน ความสูง และค่าความบันเทิงของเที่ยวบินจะเพิ่มขึ้น ความถี่ของการสวิงจะลดลง แต่คุณต้องใช้แถบยางยืดที่ทรงพลังและยาวกว่า

อย่างไรก็ตาม การบินด้วยมอเตอร์ยางนั้นไม่น่าตื่นเต้นนัก สิ่งที่น่าสนใจกว่านั้นคือออร์นิฮอปเตอร์ที่ควบคุมด้วยวิทยุ

วิธีทำออร์นิฮอปเตอร์ควบคุมด้วยวิทยุ

วิดีโอด้านบนแสดงให้เห็นว่า ornithopter แบบโฮมเมดติดตั้งมอเตอร์และตัวควบคุมวิทยุอย่างไร

วิดีโอนี้เป็นวิดีโอต่อจากวิดีโอที่แสดงในส่วนการทำออร์นิฮอปเตอร์

มีความสุขในการบิน!