Gull-inspired joint-driven wing morphing allows adaptive longitudinal flight control
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Notice bibliographique
Résumé
Birds dynamically adapt to disparate flight behaviours and unpredictable environments by actively manipulating their skeletal joints to change their wing shape. This in-flight adaptability has inspired many unmanned aerial vehicle (UAV) wings, which predominately morph within a single geometric plane. By contrast, avian joint-driven wing morphing produces a diverse set of non-planar wing shapes. Here, we investigated if joint-driven wing morphing is desirable for UAVs by quantifying the longitudinal aerodynamic characteristics of gull-inspired wing-body configurations. We used a numerical lifting-line algorithm (MachUpX) to determine the aerodynamic loads across the range of motion of the elbow and wrist, which was validated with wind tunnel tests using three-dimensional printed wing-body models. We found that joint-driven wing morphing effectively controls lift, pitching moment and static margin, but other mechanisms are required to trim. Within the range of wing extension capability, specific paths of joint motion (trajectories) permit distinct longitudinal flight control strategies. We identified two unique trajectories that decoupled stability from lift and pitching moment generation. Further, extension along the trajectory inherent to the musculoskeletal linkage system produced the largest changes to the investigated aerodynamic properties. Collectively, our results show that gull-inspired joint-driven wing morphing allows adaptive longitudinal flight control and could promote multifunctional UAV designs.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle