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新型螺旋桨设计工具通过高级优化 MATLAB 软件提升无人机性能
南安普顿大学的研究人员发明了一种新方法，用于设计用于小型无人机的更高效的螺旋桨。他们的方法使用一种名为 MATLAB 的专用计算机程序，旨在提高无人机的性能，尤其是用于第一人称视角操作的无人机，因为实时反馈非常重要。这些螺旋桨体积更小，[…]
来源:科学特色系列南安普敦大学的研究人员创建了一种新方法，用于设计用于小型无人机的更有效的螺旋桨。他们的方法使用了名为MATLAB的专业计算机程序，旨在提高无人机的性能，尤其是用于第一人称视图操作的无人机的性能，而实时反馈很重要。这些螺旋桨的尺寸较小，并且经常在其工作状态方面面临挑战，尤其是由于他们经历的复杂的气流模式。这项由斯蒂芬·普里尔（Stephen Prior）和丹尼尔·纽曼·桑德斯（Daniel Newman-Sanders）领导的研究于2024年7月发表在《应用科学杂志》上。
团队的专家开发了一项创新的计算机程序，可帮助优化这些小型螺旋桨的设计。该程序仔细调整了叶片的形状和角度，以确保它们的性能尽可能高效。他们的工作的一个关键部分是确保螺旋桨上的气流保持在一定的雷诺数（RE）100,000级以上，这对于保持强劲的性能至关重要。 Prior博士说：“此水平很重要，因为它将低效率与螺旋桨性能的高效率分开。”他们的改进设计表明，与标准设计相比，螺旋桨的工作状况有了明显的推动。
MATLAB计算机程序还使用户可以查看如何沿螺旋桨叶片分布力和扭矩。这可以更好地了解设计的变化如何影响整体性能。为了测试他们的方法，研究人员将他们的结果与实际小螺旋桨的数据进行了比较，发现他们的预测非常准确。新设计可以大大改善小型无人机的耐力，从而使它们飞行更长的时间，同时使用更少的能量。
Prior博士补充说：“乌克兰的战争强调了有效的第一人称视图（FPV）无人机的必要性，该视图（FPV）有能力在携带较大有效载荷的同时飞行长距离。”