
Учёные из Института интеллектуальных систем Макса Планка в Тюбингене и Штутгартского университета представили летающего робота Floaty, который держится в воздухе за счёт восходящего потока воздуха, а не за счёт винтов. Такой способ полёта требует значительно меньше энергии, чем коптеры или самолёты, и может быть полезен в управлении ракетами и метеозондами.
Floaty повторяет аэродинамику птиц, использующих восходящие потоки: робот меняет форму «оперения», перераспределяя сопротивление воздушному потоку, чтобы зависать и маневрировать при минимальном расходе энергии аккумуляторов. Устройство оснащено четырьмя независимо управляемыми створками в верхней части корпуса. Изменяя их положение, система регулирует эффективную площадь обтекаемого воздушного потока и управляет подъёмной силой, креном, тангажом и рысканием.
В отличие от квадрокоптеров, подъемная сила формируется за счёт внешнего потока, а сервоприводы лишь изменяют конфигурацию створок. Управляющая система основана на экспериментально обученной аэродинамической модели, которая рассчитывает команды для створок и стабилизирует аппарат в условиях шести степеней свободы. Для устойчивости в воздухе центр масс опустили примерно на 7 см ниже плоскости створок, а сами створки сделали с изгибом под углом 42,5°.
В испытаниях в вертикальной аэродинамической трубе диаметром 1,2 м робот парил при скорости потока 8–11 м/с, его положение отслеживалось системой OptiTrack с частотой 200 Гц, а управляющие команды передавались по радиоканалу. Floaty массой 340 г смог зависать в рабочей зоне, выдерживать толчки и боковой поток до примерно 4 м/с (около 40% основной вертикальной скорости).
При питании двумя LiPo-аккумуляторами по 250 мА·ч он держался в воздухе в среднем около 33 минут и потреблял около 3,4 Вт, что соответствует примерно 10 Вт/кг. Для сравнения, обычные мультикоптеры во время зависания расходуют порядка 100–250 Вт/кг.
Перспективы применения включают инспекцию дымовых труб и прочих крупных объектов с сильными восходящими потоками, управление полезной нагрузкой метеозондов, наведение ракет при входе в атмосферу и, в перспективе, создание гибридных аппаратов, сочетающих пассивное парение с активной тяговой мощностью.






Горячие темы