Hạ cánh một chiếc trực thăng trên sàn tỷ lệ bóng đá anh bay là một trong những cuộc diễn tập đầy thách thức và phức tạp nhất được yêu cầu của một phi công hải quân. Không giống như một đường băng, khu vực hạ cánh của bất kỳ con tỷ lệ bóng đá anh nào đều nhỏ và một mục tiêu di chuyển liên tục thay đổi với biển. Các giải pháp đã được đề xuất để tự động hóa việc hạ cánh tỷ lệ bóng đá anh. Tuy nhiên, không ai có thể tổ chức một cách hiệu quả những thách thức được thêm vào các phi công trực thăng khi thiên nhiên mang đến gió gió, đặc biệt là sau một con tỷ lệ bóng đá anh, khả năng hiển thị thấp và môi trường đầy thách thức khác.
Hải quân Hoa Kỳ đang theo đuổi một giải pháp có khả năng thích ứng với các điều kiện khó khăn này và đang chuyển sang các nhà nghiên cứu của Đại học Texas A & M để phát triển thế hệ tiếp theo của máy bay tiếp theo tự chủ hoàn toàn tự trị và hạ cánh (VTOL). Bằng cách kết hợp một thiết kế máy bay tối ưu với tỷ lệ bóng đá anh toán học máy mạnh mẽ, các nhà nghiên cứu đang đề xuất một cách tiếp cận mới để hạ cánh tàu máy bay tự động tại vùng biển gồ ghề.
Hồi Khi một phi công trực thăng cố gắng hạ cánh trên boong tàu, họ không thực sự nhìn vào boong di chuyển, tiến sĩ Moble Benedict, phó giáo sư tại Bộ Kỹ tỷ lệ bóng đá anh hàng không vũ trụ tại Texas A & M và điều tra viên chính của dự án (PI). Nếu họ nhìn vào boong di chuyển, nó sẽ làm mất phương hướng của phi công, vì vậy họ được đào tạo để xem xét một thiết bị chuyên dụng trên tàu có tên là The Horizon Bar, một dải ổn định màu xanh lá cây, được chiếu sáng, cung cấp cho phi công một chân trời nhân tạo.
Các nghiên cứu gần đây tập trung vào việc theo dõi boong tàu của tàu thay vì thanh chân trời bằng cách sử dụng máy ảnh, GPS và LIDAR để theo dõi con tàu di chuyển và điều chỉnh máy bay để phù hợp với chuyển động của nó. Thay vào đó, Benedict và Tiến sĩ Dileep Kalathil, Trợ lý Giáo sư tại Khoa Kỹ tỷ lệ bóng đá anh Điện và Máy tính và Đồng PI trong dự án, đang tự động hóa quá trình hạ cánh bằng cách bắt chước hành vi phi công trong khi theo dõi thanh chân trời.
Học tập củng cố là một lớp học máy để phát triển tỷ lệ bóng đá anh toán kiểm soát cho các hệ thống tự trị, Kalathil nói. Chúng tôi đang phát triển một tỷ lệ bóng đá anh toán kiểm soát học tập củng cố chính xác đến mức ngay cả khi một chiếc xe đang thay đổi khóa học hoặc có sự hiện diện của gió lớn, nó vẫn có thể theo dõi thanh chân trời.
Benedict và Kalathil đã chứng minh thành công trong việc sử dụng học tập củng cố để theo dõi và hạ cánh an toàn một hệ thống trên không (UAS) một cách an toàn trong các điều kiện khác nhau, bao gồm gió ngang vừa phải, khả năng hiển thị sương mù và thay đổi về tốc độ và tốc độ. Bây giờ, họ đã hợp nhất các ngành học tương ứng của kỹ tỷ lệ bóng đá anh hàng không vũ trụ và kỹ tỷ lệ bóng đá anh điện và máy tính để xây dựng những tiến bộ này.
Từ trọng tâm của tôi sẽ là thiết kế một thế hệ mới của Uass cho hoạt động dựa trên tỷ lệ bóng đá anh mạnh mẽ và hiệu quả cao trong khi hiểu được động lực bay của họ, Benedict nói. Trọng tâm của Tiến sĩ Kalathil, tập trung vào việc sử dụng việc học củng cố để làm cho quá trình tự trị này mạnh mẽ hơn đối với môi trường không chắc chắn.
Cuối cùng, Hải quân quan tâm đến ba yếu tố: một chiếc tỷ lệ bóng đá anh độc lập với đường băng, có nghĩa là nó có thể cất cánh và hạ cánh theo chiều dọc; Hiệu quả hành trình để tỷ lệ bóng đá anh có thể bay trong thời gian dài tại một thời điểm; và cuối cùng, khả năng hạ cánh trên các sàn tàu di chuyển một cách an toàn và thành công.
Benedict đang áp dụng chuyên môn của mình về cánh quạt để thiết kế các khái niệm tỷ lệ bóng đá anh VTOL có khả năng chịu lực và hiệu quả, có thể bao gồm cánh có thể gập lại khi chuyển từ chuyến bay thẳng đứng sang hành trình cố định. Sử dụng các mô phỏng, thử nghiệm đường hầm gió và thử nghiệm chuyến bay, anh ấy sẽ phân tích hiệu suất và động lực của các khái niệm này để xây dựng một mô hình dưới mức sẽ bổ sung cho các hệ thống điều khiển được phát triển bởi Kalathil.
Sử dụng chuyên môn của mình về học tập củng cố, Kalathil đang phát triển một tỷ lệ bóng đá anh toán đủ mạnh để xử lý các điều kiện thô và tối ưu hóa để sử dụng dữ liệu thời gian thực để thích nghi nhanh chóng, phản ứng tương tự như phi công.
Một trong những thách thức chính đối với việc hạ cánh tự trị là bản chất không thể đoán trước của vùng biển gồ ghề, Kalathil nói. Tuy nhiên, nếu chúng ta có một cảm biến gió trong cụm UAS đo tốc độ và hướng của gió, thì chúng ta có thể sử dụng thông tin đó để chống lại điều kiện cụ thể đó.
Khả năng thích ứng này đề cập đến khoảng cách mô phỏng đến thực tế mà các phát triển khác phải đối mặt. Kalathil cũng đang xem xét sử dụng bảng điều khiển hợp tác để kiểm soát nhiều Uass.
Hải quân đang tài trợ cho dự án ba năm này để phát triển một giải pháp mạnh mẽ cho việc hạ cánh tỷ lệ bóng đá anh VTOL tự động. Benedict và Kalathil mong muốn tiếp tục hợp tác liên ngành tại Texas A & M để làm việc với giải pháp này.