Engineering

Kabelkameraroboter

Vier Endleistungswinden tragen eine Kamera durch eine Arena. Erkunden Sie Spannung, passives Schwanken, lockere Kabel und die Grenzen des erreichbaren Arbeitsbereichs.

Von Mykhailo Makarov

Bild aus der Anwendung

Zum Ausprobieren

Beginnen Sie mit einer langsamen Route. Beobachten Sie jede Kabelspannung, fügen Sie dann Wind hinzu oder bewegen Sie die Last. Ein Ziel außerhalb des statischen Machbarkeitsbereichs wird abgelehnt. Versuchen Sie mit einem gehaltenen Ziel, das erste Kabel zu verlängern.

Das Modell und seine Grenzen

Vier Kabel teilen sich eine Drehscheibe über der Nutzlast. Haltung ist passiv, nicht unabhängig gesteuert. Der farbige Boden zeigt die statische Machbarkeit in der manuellen Zielhöhe; bewegliche Lasten können eine Winde noch überlasten. Kabeldurchhängen ist illustrativ.

Gleichungen des Moduls

Gleichungen
Σ T_i n_i + m g = 0
0 ≤ T_i ≤ T_max
P_i = -T_i dl_i/dt
m dv/dt = Σ F

Weitere Experimente

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Flugmaschine mit Schlagflügeln

Fliegen Sie einen ferngesteuerten Ornithopter über eine Sommerwiese: eine Kurbel schlägt zwei Stoffflügel von 1,2 m Spannweite viermal in der Sekunde und verwindet sie beim Schlagen, und jeder Streifen jedes Flügels erhält Auftrieb und Widerstand aus der Luft, auf die er trifft - der Vorwärtsgeschwindigkeit plus seiner eigenen Schlaggeschwindigkeit. Verwinden Sie den Flügel im Abschlag mit der Nase nach unten, und der Auftrieb neigt sich nach vorn zum Schub; lassen Sie die Verwindung eine Viertelperiode nacheilen, und der Flügel bremst nur; nehmen Sie die Verwindung weg, und er reißt ab. Auf dem Prüfstand zeigt die Waage den über den Zyklus gemittelten Schub, Auftrieb und die Motorleistung, und der Wirkungsgrad hat sein Maximum bei einer Strouhal-Zahl f·A/U nahe 0,34, innerhalb des Bandes 0,2-0,4, in dem Vögel reisen. Im freien Flug hält der Autopilot die Höhe mit dem Höhenruder; fügen Sie 50 g Nutzlast hinzu, und die Höhe sackt ab, 100 g bringen die Maschine auf die Wiese herunter, wenn sie nicht schneller schlägt. Jedes Joule des Motors geht in die Luft, die Höhe und die Geschwindigkeit.

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Übergangsflug eines Kipprotorflugzeugs

Übertragen Sie den Auftrieb von zwei schwenkbaren Rotoren auf einen Flügel. Prüfen Sie, ob Wellenleistung und Übergangszeit ausreichen, um beim Beschleunigen die Höhe zu halten.

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Hubschrauberrotor: Auftrieb aus bewegter Luft

Ändern Sie die kollektive Steigung und Rotordrehzahl; vergleichen Sie den Schub der Blattelemente, die induzierte Strömung und die zum Schweben erforderliche Kraft.