FoodPro Preloader

Lydidee: Akustisk teknologi lar små fly "Lytt" for nærliggende fly


Nederlandske og amerikanske forskere tester ny akustikkteknologi som kan monteres på utsiden av små fly, og lytter etter karakteristiske lyder som indikerer tilstedeværelsen av andre flyger. Kalt en akustisk vektorsensor (AVS), bruker systemet nanoskala materialer for å varsle piloter til andre fly innen 10 kilometer, et system som kan bidra til å forhindre midair-kollisjoner som for eksempel mellom et privatfly og en sightseeing helikopter over New York Citys Hudson River i august 2009, sier forskerne. Rad

Nederlandske og amerikanske forskere tester ny akustikkteknologi som kan monteres på utsiden av små fly, og lytter etter karakteristiske lyder som indikerer tilstedeværelsen av andre flyger. Kalt en akustisk vektorsensor (AVS), bruker systemet nanoskala materialer for å varsle piloter til andre fly innen 10 kilometer, et system som kan bidra til å forhindre midair-kollisjoner som for eksempel mellom et privatfly og en sightseeing helikopter over New York Citys Hudson River i august 2009, sier forskerne.
Radiotranspondere, som brukes globalt til å spore flytrafikk, er ikke påkrevd i små og private amerikanske håndverk, en mulig faktor i New York-tragedien. Og mens noen private piloter har installert transpondere eller nyere GPS-enheter, kan disse systemene bare spore andre fly som har tilsvarende utstyr.
AVS, som er utviklet av nederlandsk baserte Microflown Technologies, overfører ikke radiosignaler, pulsenergi (radar) eller sprett lyd (ekkolokalisering), sier Hans-Elias de Bree, teknologiens oppfinner. I stedet lytter AVS for lyder, som sendes til en liten personlig datamaskin. (Test rigger bruker en CompuLab fit-PC2-for analyse og visning.)
Så sofistikert er AVS, ingeniører sier at den kan overvåke flere fly, plukke opp motor og andre flygeluder og beregne kjøretøyets overskrift, fart og høyde. Det kan til og med fortelle om en propellmotor belastes under tung belastning av "bladklappen" eller lyden av en propell som skjærer gjennom luften.
AVS anatomi
Hjertet av AVS er et anemometer som måler vindhastighet - som kan hente lyd i en 360 graders sfære mens du beveger deg gjennom kaotisk luft som reises av små fly. De Bree søkte om et AVS-patent i 1995 og medstiftade Microflown for å kommersialisere det.
Ved en millimeter bred, to millimeter lang og 300 mikrometer tykk, er anemometeret mindre enn et matchhodet. Den består av to resistive platinestrimler, hver 200 nanometer tykk med 10 mikrometer bred, strukket parallelt over et gap og oppvarmet til 200 grader Celsius ved drift.
Partikler i luften som strømmer gjennom gapet, forårsaker temperaturvariasjoner i strimlene som gjør det mulig for sensoren å gjøre to ting: For det første teller luftpartiklene til å måle lydintensiteten. For det andre registrerer det partikkelbevegelse, som avslører x-, y- og z-koordinatene til det som laget lyden. Forskere har målt sin presisjon på mindre enn 0, 1 grader C innen en kilometer.
Støyavbestilling
Filtreringsprogramvaren fjerner støy fra omgivende motor som produseres av flyet som bruker AVC. Dataene leses og analyseres av proprietær signalbehandling programvare som fortsatt blir tweaked av Microflown.
Signalprosessering "er ubehagelig, sier Richard Lueptow, maskiningeniør ved Nordvestuniversitetet i Evanston, Ill." Du kan stå for vindstøy og flystøy og slikt, men det er vanskelig. "
Tricky, men mulig, sier Lueptow, og legger til: "Ideen er ikke urimelig.
Grunge kampene
Sensoren i seg selv kan monteres flush på flyets hud eller beskyttet i en kuleformet vindskjold som stikker ut fra for eksempel en vings forkant. En krage laget av fast nikkelskum nær basen av vindskjoldet tillater luftpartikler inne. En sensor kan overvåke alt det omkringliggende luftrommet, ifølge de Bree, fordi det leser bevegelsen av luftpartikler, ikke ankomsten av bølger.
Å være så liten, kan sensoren lett bli overveldet av stoffer i luften, og i disse skalaene bryter alt som stikker til platinstrimmene deres effektivitet. Så Ron Barrett, en professor i romfartsteknologi ved University of Kansas i Lawrence, jobber tett med Microflown for å beskytte sensoren mot luftbåren grunge og vann.
Tester pågår, men Barrett og hans team i skolens romfartsteknikkavdeling fokuserer på piezoelektriske elementer for å indusere infrasoniske, soniske og ultralydvibrasjoner i strimlene. Vibrasjonene forstørrer vanndråper når de slår stripene og rister av faste partikler, sier han.
Til dags dato har et stasjonært AVS-system overvåket flybys av et helikopter og et lite fly som sporer fartøyet til flere meter, sier Barrett. I løpet av våren har de Bree en dynamisk test med et par helikopterdroner, en som sporer den andre.
"Det er ingen fysikkbaserte vegger" som hindrer kommersialisering, sier Barrett, "bare tekniske utfordringer." AVS-systemer for fly skal koste $ 10.000 hver, basert på frakt 1.000 enheter per måned, legger han til. Å sammenligne AVS-prisen med GPS- og transpondersystemer er ikke grei, fordi de sistnevnte systemene vanligvis selges som en del av nye fly. De kan imidlertid kjøpes hver for seg, for priser som varierer sterkt, og installeres av et servicevirksomhet for en egen avgift. Et relativt enkelt GPS-GPS fra et merkevarefirma som Garmin kan kjøre rundt $ 2000, mens mer komplekse systemer med multimodetranspondere, avstandsmåling og andre funksjoner koster rundt $ 12 000, uten installasjon.
Gjenværende hindringer
Tre nonengineering, nontrivial hindringer må krysses før Microflown starter en forsamlingslinje: Først er forskningspenger. Med tilstrekkelig finansiering er et ferdig produkt "et år unna", sier Barrett, og legger til at det vil være fem til ti år uten støtte.
For det andre er regulatorisk godkjenning alt annet enn garantert. Federal Aviation Administration (FAA) er allerede investert i automatisk avhengig overvåkings-kringkasting (ADS-B) og er cajoling private piloter for å vedta teknologien. ADS-B er avhengig av proaktiv kommunikasjon mellom GPS-satellitter og transpondere plassert ombord på fly for å informere piloter, andre fly og flytrafikkansvarlige om et flys identitet, plassering, fart og høyde. Barrett sier at han har hatt problemer med å engasjere FAA om AVS. (Selv om en FAA-talsperson først sa at hun ville gi en FAA-kilde til å kommentere AVS for denne historien, ble etterfølgende telefonsamtaler og e-post ubesvarte.)
Den tredje hindringen vil være overbevisende private piloter, som stoler på selvtillit, å kjøpe og installere systemet. Et typisk eksempel er Dave Morrow, som eies Blue Skies Flying Services ved innsjøen i Hills flyplass i nordøstlige Illinois. Som en privat pilot sier Morrow, "Jeg vil ikke ha flere ting i flyet mitt. Jeg er en strengt [a] kort-på-min-lap slags fyr."
Til det sier Barrett, bra. Så lenge piloter som vil ha litt mer situasjonell bevissthet, kan høre Mor og andre robuste individualister komme.

Kilde for novel fugleinfluensa utbrud bestilt urentMaterialet forblir: Den evige utfordringen av søppelGolfbane som naturreservat: et sted for tiger og amfibierGiant Waves ødelegger raskt arktiske is og økosystemerGravity Measurements Bekreft Grønlands Glacier Precipitous MeltdownAmerikanske klimatdiplomater får fornyet sjanse til å finne felles jord med allierteFå feilene av genetisk modifiserte avlingerOverflodserfaring øker klimaendring