Китайские исследователи изучили сложный процесс взаимодействия винтов беспилотных летательных аппаратов с поверхностью воды. Понимание этой динамики имеет ключевое значение для разработки дронов-амфибий, способных эффективно работать как в воздухе, так и в водной среде, что особенно важно для спасательных операций, разведки и океанографических исследований.
Как сообщают innovanews.ru, команда специалистов из Нанкинского университета аэронавтики и астронавтики разработала новую математическую модель. Она описывает поведение ротора при приближении к воде и выделяет три последовательные стадии. Сначала под винтом образуется углубление на водной глади. Затем появляются первые брызги, формируя эффект «фонтана». Наконец, наступает стадия «кипения» с хаотичным выбросом капель, что приводит к резкому падению тяги и потере управляемости аппарата.
Исследование, результаты которого были опубликованы в научном издании, показало, что переход к критической стадии «кипения» напрямую зависит от высоты полета над водой и нагрузки на винты. Чем ниже летит дрон и чем выше мощность его двигателей, тем быстрее наступает момент потери стабильности. Для предотвращения таких ситуаций инженеры предложили два практических решения: увеличивать диаметр несущих винтов или программно ограничивать их мощность при сближении с водной поверхностью.
Полученные данные имеют большое практическое значение. Они позволят создавать более надежные и безопасные дроны-амфибии, способные совершать посадку на воду даже в сложных условиях, например, при волнении. Это особенно важно для спасательных операций в зонах наводнений, где аппаратам необходимо как летать над водой, так и погружаться для поиска людей. Новая модель ускорит разработку таких устройств и снизит их аварийность. В дальнейшем ученые планируют усовершенствовать модель, учтя влияние ветра и волн.
