Прогиб flying v: ключевые технологии и новые модели

Разное

Содержание

ключевые технологии и новые модели

О т нелепой монолыжи до легендарной модели Custom X. От веревочки вместо креплений до запатентовной системы The Channel. Сегодня в блоге рассказываем об эволюции технологий Burton. Компании, которая и есть сноубординг.

С чего все начиналось
Был в истории нашего любимого спорта поворотный момент, когда Джейк Бертон вышел на склон со странным снарядом под названием снерфер, неудачно “кантанулся”, упал, сломал палец и решил, что конструкция доски, мягко говоря, не совершенна и ее доработку нужно срочно брать в свои руки. Для понимания: тогда шел 70-й год. Фреди Меркьюри только познакомился с участниками будущей группы Queen, в Холодной войне насупила разрядка, а в северных штатах Америки все подростки обнаружили в себе любовь кататься по заснеженным горкам стоя на чем-то отдаленно напоминающем санки без полозьев.


Снерфер — доска серфовой формы, предшественник современного сноуборда

Был среди тех юношей и Бертон, молодой студент. Прожив длительное время на атлантическом побережье и перебравшись с семьей в Вермонт, Джейк грезил сёрфингом. Однако, его родители не относились к увлечению сына серьезно и не покупали ему полноценный серф. Приходилось Джейку ограничиваться простыми старыми “бревнами”, на которых ловить волны можно было разве что лёжа. Вместе с этим юный Бёртон безумно любил снег и был большим поклонников авантюр (чем, собственно, сноубординг до сих пор и является).

Не знаем, что у Бертона было не так с учебой, но со старших курсов его отчислили и он устроился на работу. В его обязанности входило встречаться с предпринимателями, оценивать их бизнес и составлять отчёты для потенциальных покупателей. Через некоторое время Джейк, не отличавшийся большим старанием и усидчивостью, оставил и это занятие. Однако, он получил хороший опыт и уже был в состоянии взвешивать риски для открытия собственного дела. Итак, воспользовавшись наследством бабушки, навыками и неудержимой идеей довести снёрф до ума, в 1977 году Джейк Бёртон основал собственную компанию.


Одна из первых коллекций Burton

Первым тиражом Бертон выпускает доски с креплениями от водных лыж по цене около 40$ за штуку. Ну а сегодня, спустя почти полвека, Джейк по-прежнему стоит у руля Burton Snowboards, чей годовой оборот оценивается в $250 миллионов.

Фирменные технологии Burton: прогибы, сердечник, система закладных
С момента основания бренда, Бертон и его новая команда начинают «играть» с формой и «начинкой» доски. Они то и дело меняют изгибы и шейпы, канты и сердечники. Иногда в результате подобных экспериментов модель снимают с производства, а иногда она живёт долгие годы.


Craig’s Prototype Facility — это прошлое, настоящее и будущее Burton. Именно там изготавливаются прототипы будущих технологических решений. Вручную!

Прогибы сноубордов Burton
У Burton сейчас шесть основных типов прогибов, которые используются в разных сериях сноубордов: Camber и вариации на тему Camber + Rocker

Классический Camber — это прогиб для фристайловых досок Burton. Camber позволяет распределять ваш вес по всей длине канта, за счет чего борд лучше “вгрызается” в склон и “слушается” даже на жестких, обледенелых участках. А еще Camber дает борду мощный щелчок (олли будет до небес!).
Есть, правда, и нюанс. Camber требует от райдера хорошего уровня катания — для новичков вероятность упасть из-за слишком сильного зарезания доски в снег очень высока.

Доски Burton с кемберным прогибом:

Burton CUSTOM X

Burton KILROY TWIN

Прогиб Flying V — инновация Burton, универсальный “микс” кембера и рокерных секций. Подходит как для прыжков, так и для катания в “пухляке”. Сноуборды с прогибом Flying V есть во всех линейках Burton — и в “новичковых”, и в экспертных.

Доски Burton с прогибом Flying V:

Burton PROCESS FV

Burton CUSTOM X FLYING V

Burton CUSTOM FLYING V

Burton FEELGOOD FLYING V

У “фанерок” с прогибом Flat Top загнутый кверху нос и плоское основание. За счет этого доска становится устойчивой, что подходит новичкам, детям иии… фрирайдерам! Комбинация флет+рокер позволяет сноуборду всплывать в целине и плыть по снегу, как корабль по волнам.

Доски Burton с прогибом  Flat Top:

Burton BACKSEAT DRIVER

Burton RIPCORD

Burton FT STICK SHIFT

По сути, Pure POP Camber — это тот же “кембер”, но только с флетовыми участками в зоне закладных. Он наделяет доску хорошим щелчком и дает снаряду стабильность на фигурах. Доски с Pure POP Camber составят отличную компанию в парках и помогут прокачать флет-фристайл.

Доски Burton с Pure POP Camber:

Burton PROCESS

Burton NAME DROPPER

Burton FT TRICK PILOT

Burton KILROY 3D

Направленный Camber. Кемберная часть до закладных и рокер на носу. Когда в компании Burton делали этот прогиб, то прежде всего думали о тех, кто любит скорость и нераскатанные поля снега. Загнутый кверху нос позволяет “вспахивать” целину и не тонуть. А “кембер” дает контроль над доской на жестких участках.

Доски Burton с прогибом Directional Camber

Burton DEEP THINKER

Burton FLIGHT ATTENDANT

Направленный Flat Top. Это прогиб, предназначенный для катания по самому-самому глубокому снегу. Такому, о котором мечтают все фрирайдеры.
В отличие от направленного “кембера”, рокер на носу «флет топа» немного длиннее, а в основании лежит плоская часть.

Доски Burton с направленным прогибом Flat Top:

Burton DAY TRADER

Burton FT STICK SHIFT

Система закладных The Channel

Burton очень давно решили, что от обычных отверстий для креплений типа 4×2/4×4 нужно отказаться. И сначала технологи компании колдовали над закладными 3D, а потом пришли к The Channel — канальной системе.


Слева система креплений 4×4, справа The Channel

Как говорят представители бренда, не желание применять традиционные технологии никак не связано c выпендрежем. У The Channel есть ряд весомых преимуществ: во-первых, все EST-крепления (крепления, созданные для The Channel) на 20% легче других аналогичных за счёт отсутствия жёсткой базы. Во-вторых, за счёт сочетания каналов райдер может настроить крепы под свою стойку с точностью до градуса.  Подробнее мы писали об этом вот здесь.

Сердечник Squeezebox
Сердечник сноуборда должен быть прочным, легким, упругим, отлично передавать энергию от ног к кантам, амортизировать вибрации от неровностей склона и удары при приземлениях. У Burton эти цели достигаются за счет переменной толщины сердечника Sqeezebox.

Если посмотреть на схему профиля сердечника в разрезе, то будет понятно о чем речь: более тонкие гибкие секции чередуются с более толстыми жесткими. Это делает доску гибкой и в тоже время достаточно жесткой для отзывчивого и стабильного поведения на скорости.
Кстати, что-то подобное делает и Salomon. Производители марки говорят, что такой сердечник еще и добавляет борду прыгучести.

Что нового? Обзор коллекции Burton 19/20
Накануне старта сезона, нашей команде посчастливилось побывать в штаб-квартире Burton в Австрии и протестировать доски из последней коллекции раньше всех. Зачем нам это было нужно? Ну хотя бы затем, чтобы рассказывать о новинках и рекомендовать вам доски не по описанию в каталогах, а по личному опыту.

Burton CUSTOM X

Топ топ топ! Премиальная доска, выбор про-райдеров. Мы бы советовали ее в первую очередь тем, кто уже очень хорошо катается, не боится неподготовленных склонов, трамплинов, и больших скоростей.
От других сноубордов Custom X отличается высокой торсионной жесткостью. А еще хорошим щелчком и способностью держать дугу.
Если говорить о назначении снаряда, то Custom X абсолютно универсален. На нем комфортно кататься и по трассам, и в парке, и вне трасс. За счет чего? За счет идеально выверенного шейпа с чуть смещенными назад закладными. Ах, да. Совсем забыли сказать про геометрию Twin, позволяющей уверенно управлять доской в свиче.

Burton PROCESS

Упрощенная версия Custom X с прогибом Pure Pop Camber. Легче в управлении и, в отличие от “брата”, прощает ошибки. Еще одна особенность — супер “цепкие” канты и средняя жесткость. Хороший вариант и для профи, и для райдеров среднего уровня.


Дизайны Burton 19/20

Burton FLIGHT ATTENDANT

Ваш компаньон для катания в “паудере” и бэк-кантри. С Flight Attendant гораздо меньше придется напрягаться при переносе веса во время катания в целине — у этой доски нос шире, чем тейл на 10 мм.
Другие характеристики: довольно жесткий скользяк с усиленными карбоновыми вставками. Отзывчивость и управляемость на пятерочку. В районе закладных есть утолщение — это нужно, чтобы повысить торсионную жесткость доски и дать вам возможность без каких-либо трудностей проезжать обледенелые участки.

Burton DEEP THINKER

Стихия Deep Thinker  — глубокий снег. Жесткость, коническая форма, стекловолокно с карбоном для гибкости – это как раз то, что нужно для взрыва пухляка. Доска наотрез отказывается «закапываться» и всплывает даже тогда, когда вам кажется, что все уже потеряно. Кроме того, Deep Thinker отлично справляется со скоростью. По нашему мнению, Deep Thinker — одна из лучших фрирайд-досок сезона.

.

Модель Deep Thinker сильно ввыделяется на фоне остальных — ее легко узнать по красному цвету)

Burton FT HOMETOWN HERO

Досочка из экперементальной линейки под названием Family Tree. Как правило, все новые технологии, геометрии и шейпы появляются именно в этой линейке.
Hometown Hero — ноу-хау этой зимы 19/20. Конический профиль носа и хвоста, стабильность, плавное вхождеениме в повороты и непривычная легкость — вот, пожалуй, главные фишки модели. Ее предназначение — это фановый карвинг, прыжочки в бек-кантри, катание между елок. С Hometown можно ехать туда, куда остальные боятся.

Надеемся, мы помогли вам разобраться с ассортиментом и главными особенностями сноубордов Burton. Еще больше досок у нас вот

здесь. Задавайте нам вопросы, пишите комментарии и ставьте лайки — тогда мы будем знать, что стараемся не зря)

Обрати внимание

Сноуборд BURTON ( 10709105000 ) FEELGOOD FLYING V 2019

Уже почти 20 лет эта доска не сходит с пьедесталов, в том числе благодаря Келли Кларк, американской олимпийской чемпионке, чей опыт позволил учесть все особенности и требования девушек для самого уверенного катания по различным трассам.

  • Направленная геометрия Directional: классическая форма сноуборда с удлиненным носом относительно хвоста. Такая конструкция позволяет доске всплывать в условиях глубокого снега и сохранять отличную устойчивость на трассе.
  • Гибкость Twin: сбалансированная гибкость по всей длине доски для стабильной езды.
  • Прогиб Flying V: этот прогиб вобрал в себя лучшее от кэмбера и от рокера. Рокер в зоне между закладных и в целом по всей длине доски позволит всплывать снаряду в условиях пухляка и добавит манёвренности в парке.
  • Сердечник FSC™ CERTIFIED SUPER FLY II™ 700G из прочного лёгкого дерева для мощного щелчка и минимального веса.
  • DUALZONE™ EGD™: специальная технология набора деревянного клина, расположенного вдоль ступни райдера и перпендикулярного основному сердечнику в районе креплений, что позволяет получить невероятный контроль доски и обеспечивает долговечность.
  • SQUEEZEBOX HIGH: добавление углерода в сердечник делает доску еще более управляемой, а щелчок ещё более мощным.
  • Стекловолокно CARBON HIGHLIGHTS, уложенное под углом 60 градусов, придает доске игривости и манёвренности, а также уменьшает вес, сохраняя торсионную упругость.
  • Спеченный скользяк SINTERED WFO: надёжный и быстрый скользяк, не требующий сложного ухода.
  • PRO-TIP™: конический профиль носа и хвоста для уменьшения веса и лучшей манёвренности на целине.
  • Технология FROSTBITE EDGES: канты в зоне креплений чуть шире, что значительно увеличивает способность доски держать кант на жёстких ледяных трассах, при этом не мешает доске оставаться игривой и манёвренной на мягком снегу.
  • Infinite Ride™ — эксклюзивная технология Burton, которая позволяет сохранять заявленные характеристики (щелчок, гибкость, отзывчивость) сезон за сезоном.
  • The Channel: тонкая регулировка ширины стойки и угла поворота креплений, а также более естественное чувство доски.

Для консультации, ответы на ваши вопросы, звоните — 380 96 504 85 66  

Сноуборд BURTON CUSTOM X FLYING V 21

Сноуборд :: Сноуборд :: Мужские :: Сноуборд BURTON CUSTOM X FLYING V 21

Особенности:

  • Жесткость: выше средней
  • Назначение: All-mountain
  • Прогиб Flying V: этот прогиб вобрал в себя лучшее от кэмбера и от рокера. Рокер в зоне между закладных и в целом по всей длине доски позволит всплывать снаряду в условиях пухляка и добавит маневренности в парке. Зоны кэмбера под закладными добавят мощности щелчку и позволят ощутить невероятную отзывчивость
  • Гибкость Twin: позволяет кататься как в своей стойке, так и в свиче, полностью симметричная жесткость
  • Направленная геометрия Directional: классическая форма сноуборда с более удлиненным носом относительно хвоста. Такая конструкция позволяет доске всплывать в условиях глубокого снега и сохранять отличную устойчивость на трассе
  • Сердечник FSC™ Certified Dragonfly® 600G Core: легкий и прочный деревянный сердечник с комбинацией из твердых и мягких пород древесины (хвойной и лиственной) для уменьшения веса сноуборда без ущерба его гибкости
  • Технология конструкции сердечника Multizone™ EGD™: специальная технология набора деревянного клина, расположенного вдоль ступни райдера и перпендикулярно основному сердечнику в районе креплений, что позволяет получить невероятный контроль доски и обеспечивает ее долговечность
  • Стекловолокно 45° Carbon Highlights: оптимизирован каждый слой стекловолокна, добавлен слой стекловолокна от носа до хвоста доски, в хвостовой части добавлены волокна углепластика для большей торсионной жесткости и уменьшения веса
  • Технология Squeezebox: большая упругость в зонах за пределами краев креплений и более гибкая зона между закладных, что позволяет увеличить отзывчивость при меньших усилиях
  • Технология Frostibite Edges: канты в зоне креплений чуть шире, что улучшает контроль над доской, не меняя при этом жесткости
  • Pro-Tip™: конический профиль носа и хвоста для уменьшения веса и лучшей маневренности в целине
  • Экологичная эпоксидная смола Super Sap®
  • Infinite Ride: технология, позволяющая повысить щелчок доски
  • Спеченный скользяк Sintered WFO: надежный и быстрый скользяк, не требующий сложного ухода
  • Технология монтажа креплений The Channel: тонкая регулировка ширины стойки и угла поворота креплений, а также более естественное чувство доски.

Прогиб Доски — VeloPrestige

С приближением сноубордического сезона у нас все чаще просят совета о том, как выбрать сноуборд.

Причем, если раньше это больше касалось вопросов жесткости и длины, то последние время люди чаще интересуются прогибом сноуборда.

С приближением сноубордического сезона у нас все чаще просят совета о том, как выбрать сноуборд.

Причем, если раньше это больше касалось вопросов жесткости и длины, то последние время люди чаще интересуются прогибом сноуборда.

Реклама брендов зачастую вводит в заблуждение обычных райдеров. Нам обещают невероятные возможности, благодаря тому или иному прогибу сноуборда, но, зачастую, на деле оказывается все не так, как в рекламных обещаниях. Мы решили разобраться, опросили райдеров, уточнили детали у производителей и физиков. Итак, какие бывают прогибы, и что они дают? По сути, на рынке есть всего 4 прогиба, остальное – лишь другие названия и «фишки» от производителей.

Camber – классический прогиб. Он существует с самого начала сноубординга и основан на лыжных технологиях. Сноуборд с таким прогибом подходит для любого уровня катания. Camber отлично показывает себя на подготовленных трассах, на больших трамплинах, в стрите и в паудере. Такая доска великолепно ведет себя на больших скоростях. Но есть нюансы:

  • • Для паудера стоит брать такую доску на 5-7 см длиннее, чем «своя» ростовка, а крепы сдвигать ближе к хвосту. Так она “не утонет” в паудере.
  • • Для стрита надо быть внимательном на приземлении, т. к. проще словить канта, а также на ней сложнее делать различные прессы.
  • • Новичкам нужно знать, что такой сноуборд «проглатывает» маленькие кочки, а вот канта на нем словить проще.
  • • На подготовленных трассах такая доска чуть менее маневренна, зато на больших скоростях отлично «держит» и ведет себя максимально стабильно.

Rocker / Reverse Camber / Anti Camber – обратный прогиб. Этот тип прогиба часто вводит многих в заблуждение тем, что называется по-разному. Дело в том, что право на использование слова «rocker» принадлежит бренду K2, который первый и создал сноуборд по такой технологии. Кроме того, у данного прогиба есть куча всяких «фишек» от каждого производителя, но мы выделили только основные особенности данного прогиба. Rocker отлично подходит для новичков и прогрессирующих райдеров, т. к. прощает много ошибок. Также его высоко оценили джибберы в стрите, и все, кто любит кататься в пухлом снегу. Теперь нюансы:

  • • Новичкам и прогрессирующим райдерам понравится то, что на этой доске намного сложнее словить канта, потому что нос и хвост сильнее «подняты», и кант контактирует со склоном по меньшей длине. Доска очень отзывчивая и маневренная. Зато им меньше понравится то, что доска «выплевывает» с кочек. Хотя для кого-то это тоже плюс.
  • • На больших скоростях (на отратраченных трассах) такой сноуборд менее стабилен. Он становится слишком отзывчивым, начинает «гулять» и трясти, а словить кант становится намного проще.
  • • Джибберам понравится то, что на таком сноуборде легко делать всевозможные прессы. А вот то, что на нем проще делать boardslide – маркетинговая уловка! Rocker также прогибается под весом райдера, как и обычный Camber. Будьте внимательны. Еще, некоторые райдеры заметили, что на трампиках при приземлении доска ведет себя не так стабильно и требует больше техники, чтобы хорошо уехать трюк.
  • • Для паудера такая доска отлично подходит, хорошо «вытаскивает» из пухлого снега, и можно легко брать сноуборд «своей» ростовки, а не более длинный.

Смешанный прогиб. У разных производителей он также носит разные названия: Camrock – у брендов Yes!, Jones snowboards, Slash snowboards; C2BTX – у GNU, LibTech, Roxy; S-Rocker, Flying V– у Burton; Freestyle FK, Freeride FK – у Capita и т. д. В целом, здесь множество всяких названий и нюансов: например, разные названия для определенного вида катания и так далее. Но, по большей части, это также маркетинг . Если сказать по-другому, эти доски вобрали все из обычного camber и rocker, причем как хорошего, так и не очень хорошего. Доски со смешанным прогибом лучше выбирать прогрессирующим и райдерам с высоким уровнем катания. Они максимально универсальны, но в частностях уступают Camber и Rcoker. Итак, нюансы:

  • • Эти доски в среднем дороже предыдущих.
  • • Смешанный прогиб не желателен в стрите, зато для паркого катания (трамплины) он идеален. За счет camber части сноуборд сохраняет щелчок и более стабилен на приземлении, чем rocker. Но до «первоначальной» стабильности camber’а все же не дотягивает.
  • • Гораздо более стабильны на большой скорости на подготовленных трассах чем rocker , но все же уступают классическому прогибу.
  • • Для паудера стоит выбирать доску на 2-3 см длиннее, будет комфортнее.

Zero Camber или без прогиба. Здесь, опять-таки, есть вариации с добавлением незначительных элементов от смешанных досок. Но основная часть все же плоская. Такая доска годится для новичков и прогрессирующих, хороша для стрита и парка. Нюансы:

  • • На скорости ведет себя как смешанный прогиб.
  • • Для паудера такой доске лучше предпочесть любую другую из вышеперечисленных, с учетом особенностей по длине. Таких доски есть у Capita.

Друзья, хотим отметить, что, в любом случае, технологии никогда не заменят технику и навыки катания. Поведение доски на различных склонах, рельефах, фигурах и кондиции снега в первую очередь зависит от самого райдера.

Сноуборд Burton Flying V

Burton Custom представляет собой сноуборд имеющий двадцатилетнюю историю. С огромным  количеством различных копий (удачных и не очень)и постоянным и регулярным совершенствованием моделей. Сноуборд Burton Flying V достаточно жесткая доска, имеющая направленную геометрию и, включающим в себя все самое лучшее начиная от кэмбера и рокера, прогибом Flying V и  по праву считается эталоном сноубордостроения.

Эта доска всегда готова обеспечивать райдеру безупречную отзывчивость плюс контроль по максимуму как на высоких скоростях так и на жестких трассах. Независимо от выбора рельефной поверхности, сноуборд Burton Flying V будет отлично демонстрировать себя  как на полянах пушистого рыхлого снега, так и на больших трамплинах, и кроме этого порадует своей маневренностью, присущей рокеру, и удивит отличной плывучестью в условиях большого снега, особенно такая доска понравится продвинутым райдерам, ставящих себе высокие цели.


Сноуборд Burton flying V  является мягким игривым и проще плавающей версией Burtona как на заказ. Вы будете очарованы удобством катания на этой доске в различных условиях,а именно и в жестком и в мягком пушистом снегу, процесс катания будет легким и приятным на горе с любыми условиями

Обзор сноуборда Burton flying V от 2014 до 2017 года.Кроме нескольких незначительных изменений в 2017 году Burton flying V –почти также ведет себя в процессе езды, как это было в 2015 и 2014 годах.

Сноуборд Burton Flying V характеристики

Burton flying V к 2017 имеет примерно так же общие ездовые характеристики, но в то же время создатель  компании Бертон постоянно находит различные способы повышения качества досок за эти годы. Вот некоторые моменты того, что недавно был изменен:

  • Одним из относительно недавних появившихся различий это то что улучшена сама технология поездки, в следствии чего были изменены сердечники гибкого трубопровода между ног. Это не общая игра-чейнджер, но это, безусловно, помогает улучшить Pop и в целом Флекс доски.

 

  • В 2014-2017 в Burton flying V добавлен углерод в хвост, чтобы придать ему немного больше оснастки и помочь ослабить для поездки немного в хорошем смысле конечно. Это помогает сделать сноуборд Burton flying V 2014-2017 немного быстрее, чем в 2013, но это еще не игра-чейнджер.

 

  • За последние пару лет немного больше стал прогиб доски и, то что при не супер сумасшедшей езде хвост находится ближе к снегу,что делает езду более стабильной. Но помните, что дерево-это что трудно контролировать, как и то что там трудно иметь последовательный короткий изгиб рокер посередине. Некоторые доски могут иметь хвост очень близко к снегу, а другие могут иметь наоборот выше от земли. То же самое касается всех прогибов кривизны, но это последствия езды и общей согласованности с гибридной доской.

Поведение на снегу выглядит примерно так: немного свободно между ног и доска уверенно и стабильно ведет себя как в жестких так и в мягких снегах. Развал в хвосте и помощь в стабилизации доски,зависит оттого как долго и  как вы держите его немного на взводе, когда один фундамент и не плоское основание, а также многие другие гибридные профили других, чем рокер.


Начала Поворота:. Это вид доски, который имеет прекрасное живое управление под ногами, и мягкие ботинки и крепления. Короткое замыкание на широкий радиус получается довольно удобно. Он слишком легкий на мой вкус, но некоторым может очень нравится, как вы можете управлять этой доской с помощью малейшей даже регулировки. Получается очень легкий занос и это отличная доска для этого.

Резьба: Нижний профиль и, кажется, больше развала в эти дни многие райдеры лучше себя чувствуют, когда опираются на жесткий карвинговый. Границы мягкий снег только вид удержания Канта делает его немного блеклая в твердом снегу, но в хорошую погоду это не плохо. Это массовый вылет, хотя по сравнению с Прогибом на заказ и не доска, что позволит вам реально увеличить резьбой эффективность доски.

Скорость: последние пару лет наряду с углеродом в 2014 изготовленный на заказ Burton flying V помогает укрепить его, но он все еще сражается на флопе, что может произойти от этого прогиба конструкции профиля. Становится лучше, но это еще не все, так как многие другие гибридные доски имеют рокер там меньше изгибов по всей доске. Вы отлично чувствуете хвост и доска становится все более и более гибкой, если даже райдер находится в более жестких снежных условиях.

Неровная местность: изгиб выжимка техник делает езду борту еще проще в пересеченной местности на горе.

Флекс: изменение основного профиля не игра-чейнджер, но это, безусловно, улучшает плавность хода и продолжает увеличивать гибкость трубопровода доски, естественно, под ногами. Гибридный рокер доски Бертон делает его очень легким и игривым. Это один из советов одно из лучших качеств и есть хорошая игривость и это легко почувствовать, когда придет в себя  развал в хвосте и дают хороший быстро вернуться из него при резко усилившемся заносе например.

Burton flying V –встречаются в различных формах, даже в форме twinish.

Джиббинг: можно подумать, было бы хуже, со средней жесткостью, специальным базовым профилированием и всех тех, кто гнется, но это не плохо в данном случае.

Прыжки: если совместить это с шарниром технология привязки к этой доске будет проявляться очень высокая.


Также может быть интересно:

Как выбрать сноуборд

Про программирование ECU

Регенеративные тормоза это

Вам также может понравиться:

Board & Bike — Запутался в разнообразии бордов и их…

Запутался в разнообразии бордов и их назначении?
Мы решили рассказать об этих отличиях.
Burton предлагает 6 вариантов прогибов:
Camber, Flying V, Flat Top, PurePop Camber, Directional Camber и Directional FlatTop.

Сегодня мы познакомим тебя с двумя самыми популярными — Camber и Flying V.

Не смотря на то, что в последнее время появилось большее количество различных вариантов, классический прогиб Camber (кэмбер) не перестает существовать. Он дарит сноубордисту предельный контроль над доской, что очень актуально во время катания в условиях жестких и обледенелых участков трассы. Кроме того, необходима отменная техника владения бордом. Поэтому кэмбер используется чаще всего на бордах, рассчитанных для опытных райдеров. Такой сноуборд отличается по-настоящему мощным щелчком – возможностью разжиматься подобно пружине в результате изгиба, тем самым делая «олли» райдера предельно высокими.

В прогибе Flying V отлично сочетаются всю плюсы обратного и классического прогибов. Здесь предусмотрены «рокерные» секции, которые в целом облегчают управление сноубордом. Подобная доска хорошо всплывает в условиях целины, а места кэмбера под сноубордическими креплениями обеспечат сноубордисту безупречный контроль над бордом. Благодаря высокой универсальности прогиб Flying V используется в широком спектре сноубордов Burton – от моделей для начинающих райдеров, до опытных и профессиональных спортсменов.

Для того, чтобы удовлетворить запросам большего числа райдеров, многие популярные модели Burton, особенно такие как Custom и Process, производится, как в варианте Camber, так и Flying V.

Ниже, по ссылкам, небольшие обзоры этих прогибов.

А в нашем магазине ты можешь пощупать и увидеть все различия.
Ждём тебя!

#boardnbike #burton #snowboarding #winter #snow #snowboard

Теория большого прогиба. Что такое обратный прогиб в сноуборде и анализ всех моделей

13.11.2009

Мир сноуборда
Темы: Технологии,  Производители,  Сноуборд,  

Когда технологии стоят на месте – это скучно! А чтобы было веселее, рулевые инновационного сноубординга стремятся сделать катание еще более комфортным, мощным, универсальным – под любой рельеф, снег и погодные условия. И для этого не обязательно придумывать БАК (большой андронный коллайдер). Огромнейшую работу для всех нас проделали ребята с сайта adrenaline.in.ua.

Для создания чего-то революционного сноуборд-фантазерам достаточно внимательно наблюдать за соседями по экстриму и одалживать идеи у них. Именно так получилось и с технологией, которую называют кто «кембером», кто «рокером», а кто просто «прикольненькой фишкой».

Откуда взялся «обратный кембер»?

Технологию обратного прогиба начали использовать еще в эпоху бурного развития сёрфа, а потом, более продуктивно – на первых вейках. Хотя точной аналогии со сноубордом у этих водных дисциплин нет: доску мы можем гнуть ногами, а фот сёрф или вейк вряд ли получиться использовать в качестве «пружины» для улучшения скольжения.

Сходство с водными досками заключается только в одном — особой форме «днища», которая может поглощать энергию удара при приземлении, делая его более мягким. Пионером внедрения обратного прогиба (в современном понимании) можно считать Херба О’Брайна, владелца воднолыжной компании H.O. Sports. Он разработал первый вейкборд – Hyperlite, на котором, благодаря тонкому профилю краёв и кемберу, райдеры смогли выполнять резаные повороты.

Некоторые источники утверждают, что revers camber использовался еще в конце 70-х не то у Sims, не то у Smokin, но не прижился. Ведь на заре сноубординга технологи держали равнение на лыжную индустрию – зачем было придумывать велосипед?

Официально история обратных прогибов в сноуборд-индустрии началась в сезоне 2007/2008, когда две крупные сноубордические компании — Mervin Manufacturing и К2 – начали серийное производство таких досок. Они до сих пор спорят, кто был первым. Но мне лично кажеться, что К2 даже если и сделали это раньше, то явно «передержали» секрет. Вот и вышло, что пионерские лавры достались «мэрвинам».

Как вы уже догадались, эксперименты ставились на LibTech и Gnu. Первая про-модель с технологией Banana досталась в обработку Дэнни Каасу. И лучшим «подсрачником» для дальнейшей популярности этой технологии стала одна маленькая, но яркая победа. Летом 2007-го года состоялись соревнования по хаф-пайпу Abominable Snowjam Competition в лагере High Cascade Snowboard Camp (штат Орегон). Приехал туда и Дэнни со своей новенькой экспериментальной доской Gnu DK Pro Model. Его триумф обеспечил прогресс для revers camber и технологии Banana.

Оспаривают первенство «мервинов» менеджеры К2, которые утверждают, что про-райдер компании Вили Или Луома (Wille Yli Luoma) рассекал паудер на доске Gyrator на целый год раньше. Но, как говориться, кто первый встал того и тапки. Хотя какое имеет значение, кто быстрее вышел на серийное производство? Конкуренция от этого только усилилась, что дало большой плюс индустрии в целом.

Поскольку брендов много, а технология одна, возникли вопросы авторства. Чтобы избежать судов, различные производители начали по разному обзывать «реверс кембер»: Banana Technology (Mervin Manufacturing), Rocker (K2), R.C.Technology (NS), Р-rocker / S-rocker / V-rocker (Burton) etc. Далее мы остановимся на этих разработках более подробно и постараемся описать каждую отдельно.

А чё’ вы здесь делаете?

А собственно, в чём прикол этого кембера? Ведь действительно, катали раньше на обычных досках с прогибом и это не мешало людям делать невероятные трюки. Ведь главное в сноуборде – это прокладка между шлемом и базой креплений. А доска только дополняет и помогает делать то, на что способна био-машина по имени Homo Ambulare, что на латыни звучит как Человек Движущейся. А получается следуещее. Приподнятые нос и хвост (rocker), а также плоская или выпуклая середина (собственно revers camber или zero camber) работают на райдера сразу в нескольких направлениях:
а) решают проблему цепляния кантов на приземлениях и в скольжении;
б) помогают «всплывать» доске в пухляке;
в) уменьшают площадь контакта со снегом, прибавляя скорости;
г) в некоторых случаях даже увеличивают эффективную длину канта, что делает сноуборды более универсальными.

То есть вот так вот одним махом удалось пристрелить сразу нескольких зайцев, при чём во всех стилях катания. По сему, эту технологию сегодня ставят и на джибовые, и на парковые, и на беккантрийные доски. Ну а дальше эту статью читать не советую, даже прошу – не читайте! Ну разве что вам действительно нефиг делать или непогода надолго лишила вас возможности применять своё мастерство на практике. Как говориться – информация сугубо для служебного пользования тру-бордеров!

BANANAвая територия

Во всём виноват фристайл. Ну да, ведь именно здесь чаще всего случаются уборки на приземлениях из-за недокрученых прыжков. В том же слоупстайле райдерам одновременно приходиться и зарубаться кантами, и держать максимально ровно доску на рейлах/тумбах. Поэтому первые два снаряда с технологией banana пошли на «Ура!». Исходя из названия, этот борд сделали похожим на настоящий банан.

Первая LibTech Skate Banana – это twintip, у которого выпуклой является средняя часть, в то время как места от внутренней части закладных и до хвостового/носового изгиба – прямые. Впрочем, это уже давно всем известно, проехали. Чтобы быть точным, добавлю, что Banana имеет еще и поперечный изгиб. А отличительной чертой этих досок является технология Magne-traction, которая вместе с Banana дала Banana-traction (ВТХ). На сегодняшний день ВТХ можно встретить почти во всей линейке Lib Tech и Gnu. Продолжая совершенствовать данную технологию, Mervin Manufacturing внедрили С2. От обычной «бананы» эта технология отличается дополнительным (не реверсным) прогибом в зонах, расположенных после закладных.


По сути, выглядит как обычный сноуборд, вывернутый на изнанку. Но, как утверждают разработчики, он наделён еще большей «силой», чем обычная ВТХ-доска. С2 снабдили сразу две модели – T. Rice Pro и Dark Series. Для разнообразия, в Mervin еще побаловались с боковыми вырезами: его полностью убрали на модели TRICE Hammock, а также сделали ассиметричным в сноуборде GNU Pickle. Специализация, как говориться, узкая, но, тем не мене, «выступили» отлично.  Сегодня у Mervin Manufacturing вся линейка LibTech сезона 2009/2010 снабжена технологией ВТХ, чуть беднее линейка GNU, но отставание не существенное. Эти ребята выдвинули свою разработку – уже упомянутый GNU Park Pickle.

Сноуборд с ВТХ и ассиметричными вырезами: задний у них получился более глубоким. Аргументируют это тем, что именно задний кант является основным для фристайлера, а значит его нужно «облегчить».

А теперь послушаем главных ROCKERов!

Rocker – это технология, которую внедряет команда К2 со всеми патентами и правами. Ее «геометрический портрет» состоит из трех частей. По центру, между крепами, доска плоская. А сразу после закладных она поднимается к носу и хвосту. Казалось бы, ничего «такого», но К2 решили доказать всем, кто здесь главный. Поэтому, после длительных экспериментов на свет появилась целая серия «рокеров», которую К2 систематизировала по величине прогиба и предназначению:

Rocker Range: 13mm+/260mm+ «Паудер Рокер» имеет плоскую середину , подъём начинается от середины закладных.

Rocker Range: 10-7mm/220-180mm «Вседорожный рокер» более короткий, чем рокер для паудера и смещен к носу и хвосту, почти не захватывая зоны под закладными. Это дань подготовленным склонам, где редко встретишь пухляк, но зато есть где разогнаться.

Rocker Range: 6-2mm/ 120 — 160mm Еще более короткий рокер. Он захватывает небольшую часть между внешней стороной закладных и местом прогиба носа/хвоста. Для паркового катания этого предостаточно – он отлично способствует прессам и баттерсам.

Camber Range: 1mm+/12mm, 3mm Camber «Рокер, свободный от зецепов». В отличии от остальных рокеров, здесь нет нулевого прогиба, а наоборот – обычный прогиб удлинен и вытянут от носа до хвоста. Этот тип рокера разработали специально для новичков, чтобы лишние «навороты» не мешали прогрессировать в обучении.

Rocker Range: 0mm/0mm Флэтлайн – это последняя разработка К2. Доска с абсолютно плоским скользяком от носа до хвоста.

Серийный ответ от NS

Rocker’а должно быть много. Так решили в мастерских компании Never Summer и показали, как это лучше реализовать. После тщательных лабораторных анализов и перегибания из прямого в кривое, получилась довольно интересная доска с геометрией под общим названием «Recurve Camber» и с небольшим довесочком – «Vario Power Grip side-cut». В сезоне 2008/09 эта технология была реализована во всей линейке: излюбленные многими Evo, Revolver, SL и Legacy дополнили буквой «R». А сама система теперь известна под кодовым названием R.C.Technology.

«Recurve Camber» имеет обратный прогиб по центру и закладными. Дальше идут 2 «обычных» прогиба — от внешней стороны закладных до контактных зон на носу и хвосте доски. Cистема “Recurve Camber” пока никем не оспаривалась и получила соответствующий патент. Специальная форма бокового выреза “Vario Power Grip” работает исключительно вместе с “Recurve Camber”, уверяют в NS. У неё более агрессивный начальный радиус, который «выполаживается» начиная с зон установки креплений под носками и пятками, превращаясь практически в прямой кант по центру сноуборда между ног (в зоне «отрицательного прогиба»).

А что сказали Burton?

Burton ответил залпом всех орудий, разработав сразу три системы рокера.

V-rocker: средняя часть (между закладными) имеет обратный V-образный прогиб, а за ним следует прямой rocker без каких-либо изменений. Эксперимент ставился на модели Hero. Потом появились и другие, а именно: Custom V-rocker, LipStick, Blunt, Blunt Wide, Flying V, Joystick, Joystick Wide, X8, Hero LTD. На этом эксперименты с рокерами не закончились и линейку дополнили доски с P-rocker (Dominant, Fix) и S-rocker’ом (Fish):

Поступил Signal: Park Rocker – для прыгучих, Wavelenth – для любителей pow-pow

Посмотреть, оценить и предложить своё – очень выигрышная позиция, которую по случаю заняла компания Signal. Когда поутих ажиотаж, местные спецы погуглили Интернет, полистали учебники по физике за 7 класс и наткнулись на раздел с квантовой механикой. Все оказалось довольно просто: сноуборд пошел от сёрфа, сёрферы катаются по волнам, а длина волны – это расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками, которые колеблются в одной фазе. Как известно, доска тоже колеблется во время скольжения. То есть вот он, новый вариант rocker’а!

Signal не стали заморачиваться с обратным прогибом. Они просто немного его модернизировали, дополнив особыми «включениями» и «рокером». А в двух точках контакта со снегом они «подняли» хвост и нос (сразу же за креплениями). Так получился гибрид «кембер+рокер» под названием Wavelenth и модель OMNI, созданная для внетрассового катания с геометрией Twin-directional. Поработав еще немножко над геометрией, технологи вывели и свой собственный Park Rocker. С этой доской можно спокойно получить титул короля парка и джиба.

«Г.р.я.з.ные» технологии

Казалось бы, что еще можно придумать с «рокером»? Ответ пришел от компании Smokin Snowboards, которая сначала ослепила всех совершенно кислотным дизайном новых досок, а потом заявила, что у них есть свой Rocker D.I.R.T. Если вам показалась, что компания хочет втянуть вас в какие-то грязные делишки – расслабьтесь. D.I.R.T. расшифровывается как Dual Inverted Radius Technology. А это: flat-секция между креплениями (inner rocker) в сочетании с outer rocker’ом – так называемым постепенным обратным прогибом от креплений до кончиков доски (gradual reverse camber). Эту фишку Smokin Snowboard усилила Magne-Traction.

D.I.R.T. получили сразу 2 модели: Superpark и Vixen (womens). Все свои наработки и достижения компания покажет отдельно: Smokin Tem Riders старались во всю, о чём свидетельствует новый фильмец, выпущенный под сезон 2010 под названием “Smokin Mirrors”.

А как же без джиба? Arbor Draft – повторение мать учения

Arbor присоединилась к революции рокерных сноубордов, представив своих первенцев в серии Draft, обозвав свою форму «параболоидной». Новую линейку Arbor Draft обозвали незамысловато – “The System”. Это система, основанная на новой физике катания на сноубордах с обратным изгибом.

Доски Arbor — это уже высшая математика rocker’a. Умники из этой конторы постарались на славу и создали целую систему наворотов. Доски Arbor вооружены боковым вырезом Grip-Tech (трехрадиусный вырез «усилен» 2-мы дополнительными контактными точками, расположенными под ногами), Street Rocker’ом (увеличен пароболический обратный прогиб, что улучшает контакт канта со снегом между ног), Rocker Specific Flex (наворот, который помагает использовать гибкость так же эффективно, как и в досках с обычным прогибом), Inlaid Power Spine (дополнительное ребро жёсткости поверх сердечника – улучшается щелчок). И наконец — Robusto Tips (широкая скошенная форма хвоста/носа с абсолютно плоским концом – ключевая фишка в сноубордах с обратным изгибом). Благодаря этой «Системе», при катании возникает ощущение того, что под твоими ногами миниборд, а само катание напоминает скейтборд. Дополняет «Систему» использование бронзовых кантов – для более безопасного джибинга.

Минимализм тоже решает

Небольшой штрих для полноты картины в мире рокеров сделали в новом сезоне и корифеи. Любимец фрирайдеров Palmer наглядно продемонстрировал, что ему не чужды новые веяния, но в то же время, потакать тотальной моде на все 100% в компании не захотели. Так на свет появились Mini-rocker.

Она соединила в себе обычный прогиб и «вздёрнутые» концы. Частично похоже на Wavelenth, но, как говориться, по-другому. Отличие заключается в том, что обычный кембер у новых Palmer максимально удлинен и в незагруженном состоянии он расположен вдоль всей базы вплоть до линии изгиба носа и хвоста. Но стоит загрузить доску, как она принимает обратную форму. То есть, по сути, формирует сплошной revers camber’а с дополнительным rocker’ом на кончиках. Именно благодаря этому свойству технология и обрела свое название Feels Like Flying (FLF) – «как будто парящий». Во время скольжения смена нагрузок превращает сноуборд в «крыло», которое дарит ощущение полёта. С такой начинкой вышла почти целая линейка Palmer’ов, некоторые из них имеют и то, и другое (Honeycоmb, Crown LE), остальные – только функционал FLF без mini-rocker’а (Liberty, Halo, Jade, Twin, Burn). А бонусом всей коллекции сезона 2009/10 стала доска под названием Saga-R, которую обогатили обратным прогибом.

Nidecker играют camrock

Если присмотреться к графическому изображению, можно отметить следующие особенности этой технологии: обычный прогиб стал намного меньше по длинне, а рокер начинается сразу под закладными. Nidecker снабдило рокером сразу 5 моделей из всей линейки сезона 2009/2010: Megalight, Legacy, Blade, Addict, W-NDK. Две модели имеют особую окантовку Ultimate Grip, которая расположена с двух сторон средней части сноуборда (между закладными).

Фастфуд-rocker

Если присмотреться, то одна технология от другой отличается либо местом, в котором делают обратный прогиб, либо местом, где доска получает максимальный крен вверх. Объяснять все эти тонкие моменты рядовому продавцу в магазине не с руки: чайник не поймет, а продвинутый чувак может искусно подловить и накатать жалобу менагеру. «Надо быть поближе к народу!» — с этим лозунгом у меня ассоциируется продукт компании Forum. Они создали свой тип рокера – арочный, – обозвав его сугубо в стиле американских обжор Chilli dog rocker.

Технология под названием Chillydog Continuous Rocker не предусматривает никаких кемберов – покупая такую доску вы покупаете один сплошной рокер. Преимущества точно такие же, как и у всех других технологиях, только ощущения немного другие: минимум «кантов» и максимум всплываний в пухляке, особенно на приземлениях. В следующем сезоне Chillydog Continuous Rocker будет использован на вот этих моделях Forum: Destroyer, Dreamboat, Scallywag, Spinster и еще парочке. А модель Scallywag возможна даже в модификации wide.

Очень близкими к этой идее оказались мастера из Salomon:


«Рокерные» технологии от Salomon — это Pow Rockqualizer, Pow Rocker, а также Press-Sure Rockqualizer и Pres-Sure Rocker. В целом, разделение идёт по двум типам: Pres-Sure (джибовый rocker, идёт от центра до закладных, далее — флэт до самих кончиков)) и Rockqualizer (флетовая серединка). Таким образом, четыре сноуборда от Salomon теперь отстаивают инновационную славу бренда: Salvatore Sanchez (жёсткость 1 по 5-бальной шкале Salomon — для парка и джиба), Acid (жесткость 2, предназначение то же), Sick Stick (доска для паудера, жесткость 4) и женская Gypsy.
grablia25.jpg

Кто на подхвате?

Желание внедрять обратный прогиб во всех направлениях объединило сразу несколько брендов. Общая особенность – нулевой прогиб между и под закладными, а revers camber начинается там, где уже не давит ботинок бордера. Если повнимательней присмотреться к этой доске в профиль, то её легко можно сравнить с крылом какого-нибудь супер-лёгкого аэроплана.

Чтобы не показаться коньюктурщиками, но и не отставать от моды, о этому пути пошли Elan и Capita. Эти бренды объеденяет jib-rocker очень ограниченный тираж: 100 у Elan и чуть больше 50 у Capita.

Elan Prodigy-R LTD – ограниченная модель с обратным изгибом, заточенная для джиба. У Jib Rocker «реверс кембер» находиться между креплениями и увеличивается к краям доски. Помимо обратного изгиба в доске используются боковые стенки V2R и сердечник Jib core.

Capita Snowboarding представила новую доску Ultrafear FK, являющуюся логическим развитием Horrorscope FK, джиб-машины с технологией обратного изгиба. Новая доска получила усовершенствованную конструкцию Extreme, новую базу Wax Infused Sintered Speed Base, полтора миллиметра боковой амортизации Rubber Edge Dampening System, сердцевину Dual Species Select Core и прочие ништяки.

Аналогичный прогиб используют Rome в серии 1985. Рокеры у этой конторы называются Poprock.Revers Camber. Кроме SDS в сезоне 2010 этой системой усилены Agent 1985, Artifackt 1985, Pusher, Lo-Fi 1985, Postermania иPostermania Wide, Garage Rocker, Notch 1985.

Немного особняком от них устроились спецы из Nitro. В принципе, они ближе всех к описанной уже Banana Technology, но все таки решили обозвать свою разработку по-другому — Drifter base. Рабочее название для данного типа кембера — gull wing или buffalo wing. Это, по сути, еще один «скейтерский» прикол в сноуборд-индустрии. Revers Camber проходит по середине борда между закладными, а дальше он переходит в плоскую базу под ногами до кончиков доски. Эту технологию Nitro уже успешно обкатали на джибовой модели Т0. Схожесть со скейтом заключается в выгнутости базы на четверть дюйма продольно. Канты Rail Killer Edge и новый сердечник Combat значительно улучшают как ходовые, так и скользящие возможнсти доски, поскольку она легче аналогов с деревянным сердечником. Доска выпущена ограниченным тиражем.

Не оставили без внимания джибово-гнутую тему и Step Child. У них получилось сразу две доски с кембером и рокером: Jib Stick и Chi Borg. Авторы идеи утверждают, что у них revers camber работает по принципу кресла-качалки. И если новенька Chi Borg одинаковая во всех растовках, то проверенный годами Jib Stick уважили разными величинами выгнутости: 148 – 4 мм, 153 – 6 мм, 156 – 8 мм.

На фоне всех инноваций отличились и Ride. Непростую задачу «как придумать своё» им удалось решить сразу в двух плоскостях, заптентировав LowRize и HighRize.

По сути, это тот же джиб-рокер с флетовой средней частью, которая от закладных переходит в рокер. Как утверждают в Ride, фишкой данной технологии является как раз не сам рокер, а его сочетание с боковым вырезом, который исключает зацепки не только на рейлах, но и на брёвнах, что в эпоху Stash-парков будет весьма актуально. Райдеры, катавшие на этих снарядах, отмечают что они отлично держаться и в пухлячке, и в карвинге. Свою разработку Ride пристроили на моделях Machete, Crush, Dh3, Compact Ladies и Canvas Ladies.

Ну и нельзя не отметить новейшую досточку от Rossi: благодаря тесному сотрудничеству с Джереми Джонсом (а тот – благодаря дружному катанию с Тревисом Райсом) французам удалось реализовали мечту фрирайдера. Новый именной RS Jones Mag Experience снабжен и рокером, и «магной», при этом ему оставили классический прогиб между закладными.

Рокер дал хорошую почву для воображения менеджеров из DC. Чтобы избежать противостояния, они предложили свою технологию под знаванием BDR («Bender Done Right»), акцентируя внимание на том, что это «анти-кембер». Я долго разглядывал и искал отличия, но, наверное, они спрятаны внутри доски. По большому счёту, это тот же jib-rocker:


В том же направлении выдвинулись Technine (запатентировав «The 9-rock revers camber Technology») и Flow (с технологией «I-Rock»). Оценить по достоинство данные разработки пока нет возможности, поскольку найти инфу на просторах Интернет иногда бывает очень сложно.

В «рокерную» компанию под шумок вступили также женсикй бренд Roxy, Prior, Apo. И даже две лыжные компании: VOLKL («Rocker Shape Construction») и Atomic. Они тоже начали делать сноуборды с рокером!

Когда уже этот материал был завершен, под руку попалась еще одна фирма, которая довольно таки активно использует в своих досках rocker и даже создала сноуборд, похожий на уже известный нам Hammock. Это компания WhiteGoldSnowboards — канадцы, которые имеют доступ к лучшим местам для катания и, соответственно, понимают толк в сноубордах. Свою технологию они пока называют просто rocker + regular camber. О досках рассказывают так: есть люди, которые любят джибить, есть люди, каоторые любять паудер, а нам нравиться всё вместе. В дизайне придерживаются минимализма и это полностью оправдано самим названием.

Эту модель разработчики по началу обозвали Pickl, но авторские права на огуречную тематику уже закрепили за собой Gnu. Не долго думая, прорайдеры, которые испытывали в Вистлере данный снаряд, дали ему имя The Glide.

Плюс на минус

Хотя сегодня обратным прогибом уже никого не удивишь, в нашей стране остается еще много скептиков. Они, прежде чем купить и попробовать, тщательно выискивают изъяны новой системы. И это абсолютно нормально, ведь все «плюсы» рокерных технологий кажутся красивыми сказками до того момента, пока не попробуешь.

Впрочем, есть скептики и среди тех, кто уже попробовал. В первую очередь они отмечают «необычность», к которой нужно привыкать. Например к тому, что при катании на досках с изгибом из трех стадий (как у Stepchild, Signal и K2) райдер «переваливается» вперед или назад быстрее чем на обычных досках. А при прыжках нужно учиться по-новой выравниваться, поскольку увеличивается риск упасть, ведь доска буквально «вылетает» из-под райдера.

Тестеры Banana нарекают, что кант становится настолько «цепким», что нужны усилия при отрыве от снега. Сетуют также, что доска уж слишком прогибается при загрузке. Ну и еще к «недостаткам» приписывают выгиб между кантами. Он иногда «свистит» при перекантовке – это касается всех досок с Magne-Traction. Впрочем, оппноенты утверждают, что к этому «свисту» легко привыкаешь и потом, при катании на обычном сноуборде, ловишь себя на мысли: «Блин, чего-то не хватает!»

Самое большое преимущество досок с обратным изгибом в том, что увеличивается количество контактных точек на носу и на хвосте доски, одновременно отрывая канты от снега (или рейла), что уменьшает не только трение, но и шанс поймать кант. Фристайлисты особо полюбили новую геометрию, она позволяет делать еще больше в парке. Технология не только уменьшает трение и уменьшате вероятность зацепов, но и придает легкость прыжкам. Люди, которые тестировали новые доски, говорят, что им больше не приходиться нагружать доску и можно прыгать прямо с ходу.

Не стоит думать, что технология создана только для парка, она так же помогает в пухляке, о чём уже неоднократно упоминалось. Также улучшились возможности быстрой перекантовки. В общем и в целом можно подитожить, что сноубордеры – это большие экспериментаторы. Они всегда готовы попробовать что-то новое, продвинутое и прикольное. Поэтому технология «обратного прогиба» и получила популярность.

Автор — grabli

Назад   На главную

Действительно ли скорость маневрирования защищает ваш самолет?

Практически невозможно объяснить аэродинамику без серьезного ее упрощения. Аэродинамика — это область для инженеров, основанная на дифференциальных уравнениях, которые мало используются в кабине.

Итак, когда кто-то говорит, что эффект земли — это «воздушная подушка» или воздушный поток ускоряется через верхнюю часть крыла, потому что «молекулы, протекающие через верхнюю и нижнюю части крыла, должны встречаться на задней кромке», на самом деле они никому не больно, правда?

Как насчет этого: когда вы летите со скоростью маневрирования или ниже, вы «заглохнете, прежде чем сломаетесь».«Звучит знакомо?

Именно так я объяснил скорость маневрирования как летный инструктор. Это был простой способ объяснить это, и каждый мог это запомнить. Но это ложь. Или, по крайней мере, беловато-серая ложь.

Итак, что на самом деле означает расчетная скорость маневрирования? Чтобы понять это, нужно подумать о том, как сертифицирован самолет. И ни одно обсуждение скорости маневрирования не будет полным без объяснения того, почему она изменяется в зависимости от веса.

В оставшейся части статьи мы будем называть скорость маневрирования «V a

V

a : Большая часть предполагаемой защиты, но не вся

До 2001 года все предполагали, что вы можете управлять управлением полетом в любом направлении, летя с V и или ниже, и самолет будет сваливаться до того, как сломается конструкция. Не то чтобы вы хотели лететь таким образом, но если бы вы это сделали, все было бы в порядке.

Оказывается, что при V a или ниже вы остановитесь, прежде чем сломаетесь, но только если вы:

Переместите одиночный контроль полета , в только в одном направлении , в ровном воздухе.

Если будет турбулентность, или если вы катаетесь, качаете и толкаете руль направления, все ставки отменяются.

Слишком много напряжений одновременно

Вы ведь отлично справляетесь со стрессом? Вы можете управлять радиовызовами, полным шаблоном и порывистым боковым ветром, не беспокоясь. Но добавьте к этому тот факт, что вы опаздываете по счетам, ваша собака бросила вас, а ваш босс ненавидит вас, и все начинает ломаться.

То же самое происходит с вашим самолетом при маневрировании.В самолете нормальной категории ваши крылья и горизонтальный стабилизатор проходят испытания на выдерживание при подъеме с ускорением 3,8 G и снижении с ускорением 1,52 G. Но что произойдет, если вы полностью пинаете руль направления, чтобы добавить немного горизонтальной нагрузки?

Ответ: кто знает? Это не проверено. Комбинация горизонтальных и вертикальных сил может вызвать дополнительную нагрузку, на которую ваша конструкция не рассчитана. И в этом случае он может потерпеть неудачу до того, как вы достигнете своих положительных или отрицательных пределов G.

То же самое и с прокаткой G.Предположим, вы резко оттягиваете вилку, пока не достигнете 3,8 G, затем толкаете вперед до -1,52 G, и делаете это снова и снова. Если желудок вас не останавливает, то может и планер. Эти перекатывающиеся G могут вызвать разрушение конструкции, даже если вы никогда не превышали пределы G.

Что можно сделать с

Вы можете сделать ниже V a

Ваш самолет остановится перед остановкой, если вы летите со значением V a или ниже, а вы:

Переместите один элемент управления (руль высоты, руль направления или элероны), в в одном направлении , в плавно в воздухе .

Чтобы убедиться в этом, производитель выполняет несколько тестов на V a :

  • Внезапное движение лифта до упора.
  • Внезапное движение лифта до упора.
  • Внезапное движение элеронов полностью вправо
  • Внезапное перемещение элеронов полностью влево
  • Внезапное движение руля до упора вправо
  • Внезапный поворот руля направления влево

(На самом деле они отклоняются до полной остановки или до предела физических возможностей пилота.)

Я разбил каждый тест на отдельную точку по определенной причине. Они не тестируются как «проверенные маневры», когда элементы управления перемещаются вперед и назад в быстрой последовательности. Каждое из этих движений — это независимая проверка.

Производители сертифицируют один проверенный маневр и проводят испытание на скоростях выше V a . Летчик-испытатель внезапно перемещает лифт на корму, а затем перемещает его вперед. Но движения выполняются аккуратно, чтобы они не превышали пределы G.Летчик-испытатель также выполняет маневр, используя ограниченное угловое ускорение.

Обычно производители не проверяют проверенные маневры с помощью элеронов или руля направления. (Эти испытания будут проводиться, если самолет одобрен для маневров «рывков», таких как кувырки.)

Наконец, производитель выполняет полное движение элеронов, увеличивая 2/3 предела нагрузки. Итак, если вы летите на самолете нормальной категории с положительным пределом 3,8 G, они проверяют этот маневр на 2.5 г. Если вы попробуете этот маневр на полных 3,8 G, вы просто станете летчиком-испытателем.

V

a Изменения в весе

Когда производитель сертифицирует V и , он делает это с максимальной полной массой. Но по мере того, как ваш вес уменьшается, V a также уменьшается. Это сбивает с толку почти всех.

По мере увеличения перегрузки увеличивается и угол атаки. Если вы летите на V a и оттягиваете хомут до упора, ваш угол атаки увеличится, и вы достигнете критического угла атаки, как только вы достигнете предела G.Другими словами, вы заглохнете прямо перед тем, как сломаться.

Если вы летите на сертифицированной скорости V и , но у вас меньше максимального веса, вы летите с меньшим углом атаки. Когда вы отступите и увеличите G, вы достигнете своего предела G прежде, чем достигнете критического угла атаки.

Итак, по мере того, как вы худеете, ваш V a замедляется, возвращая угол атаки 1 G в безопасный диапазон.

V

a Formula

В большинстве руководств по летной эксплуатации и эксплуатации самолетов есть таблица для вычисления V и при различных весах.Если в вашем справочнике нет диаграммы, вы можете использовать следующую формулу:

Разве вы не рады, что носите с собой смартфон? Попробуйте посчитать это в своей голове.

Написано кровью

Говорят, каждый FAR кровью написан. То же относится и к новым условиям V a . NTSB обнаружил чрезмерное упрощение при расследовании авиакатастрофы, происшедшей с рейсом 587 American Airlines.

В 2001 году рейс 587 столкнулся с турбулентностью в следе во время набора высоты из аэропорта JFK.Пилот повернул педали руля почти полностью вправо, затем полностью влево, затем полностью вправо, затем полностью влево, затем полностью вправо за 6,5 секунд. В результате напряжение оторвалось от вертикального оперения, и самолет потерял управление. Все событие произошло ниже расчетной скорости маневрирования.

Вы можете прочитать выводы NTSB здесь. Кроме того, вы можете прочитать итоговый специальный бюллетень по летной годности (CE-11-17) здесь.

На вынос

Конструктивная скорость маневрирования обеспечивает надежную защиту.Но даже если вы летите ниже, нет оправдания чрезмерному контролю над вашим самолетом. Плавность и точность полета — ваш лучший выбор.

Станьте лучшим пилотом.
Подпишитесь, чтобы получать последние видео, статьи и викторины, которые сделают вас более умным и безопасным пилотом.


Руль направления — Рыскание

Эта страница предназначена для учащихся колледжей, старших и средних школ.Для младших школьников более простое объяснение информации на этой странице: доступно на детской странице. Кликните сюда для описания управления полетом, или Здесь для обсуждения деталей самолета.

В задней части фюзеляж большинство самолетов можно найти вертикальный стабилизатор и руля направления .Стабилизатор — неподвижная секция крыла. чья работа — обеспечивать устойчивость для самолета, чтобы он летел прямо. В вертикальный стабилизатор предотвращает поперечное смещение, или рыскание движение носовой части самолета. Руль — это небольшая подвижная секция в задней части стабилизатор, который крепится к неподвижным секциям на шарнирах. Поскольку руль движется, изменяется сила генерируется поверхностью хвоста и используется для генерации и управления рыскание самолета.На этом слайде показано, что происходит, когда пилот отклоняет руль направления , навесная секция сзади вертикальная стабилизатор.

Руль направления используется для управления положением носовой части самолета. Интересно, что он НЕ используется для поворота самолета в полете. Самолет повороты вызваны наклоном самолета в одну сторону с помощью элероны или спойлеры. Крен создает несбалансированный компонент боковой силы большая подъемная сила крыла что вызывает искривление траектории полета самолета.Вход руля направления гарантирует, что самолет правильно выровнен по криволинейная траектория полета во время маневра. В противном случае самолет столкнуться с дополнительным сопротивлением или даже с возможным неблагоприятным рысканием в котором из-за повышенного сопротивления руля нос сдвинется дальше с траектории полета.

Руль направления работает, изменяя эффективную форму аэродинамического профиля. вертикального стабилизатора. Как описано на слайде с эффектами формы, изменение угла отклонения в задней части профиля приведет к изменить количество подъемной силы, создаваемой фольгой.С увеличением отклонение, подъемная сила будет увеличиваться в обратном направлении. В руль направления и вертикальный стабилизатор установлены таким образом, чтобы производить силы из стороны в сторону, а не вверх и вниз. Боковое усилие (F) прикладывается через центр давления вертикального стабилизатора, который некоторое расстояние (L) от самолета центр гравитации. Это создает крутящий момент

Т = F * L

на самолетах и ​​самолетах вращается о его центре тяжести.С большим рулем отклонение влево, если смотреть сзади самолета, сила увеличивается вправо. Если пилот изменяет отклонение руля вправо, дрон будет отклоняться от курса в противоположном направлении. Мы выбрали основывать отклонения на виде сзади самолета в сторону нос, потому что это направление, в котором смотрит пилот

Давайте исследуем, как работает руль направления, используя Java симулятор.

Причитается ИТ проблемы безопасности, многие пользователи в настоящее время испытывают проблемы с запуском NASA Glenn обучающие программы. Аплеты медленно обновляются, но это длительный процесс. Если вы знакомы с Java Runtime Environments (JRE), вы можете попробовать загрузить апплет и запускает его в интегрированной среде разработки (IDE), такой как Netbeans или Eclipse. Ниже приведены учебные пособия по запуску апплетов Java в любой среде IDE:
Netbeans
Затмение

На этой странице показан интерактивный Java-апплет, который позволяет вам изменять угол поворота руля с помощью ползунка.

Вы можете изменить настройку руля направления, используя ползунок внизу.

Вы можете загрузить свою собственную копию этого симулятора для использования в автономном режиме. Программа предоставляется как Yaw.zip. Вы должны сохранить этот файл на жестком диске и «распаковать» необходимые файлы из Yaw.zip. Щелкните «Yawview.html» чтобы запустить браузер и загрузить программу.

[Вы также можете проверить эффект рыскания самостоятельно, используя бумажный самолетик.Просто вырежьте контрольную пластину в задней части корпуса. Согните выступ вправо, чтобы сделать хвост вправо, а нос влево, и самолет поверните налево, когда он полетит. То же самое будет работать на простой деревянный планер. Язычок может быть желтым стикером или лентой. прикреплен к вертикальному стабилизатору.]

На всех самолетах вертикальная стабилизатор и руль направления создают симметричный профиль. Эта комбинация не создает боковой силы, когда руль направления совмещен с стабилизатор и допускает левую или правую силу, в зависимости от отклонение руля направления.Некоторые истребители имеют два вертикальных стабилизаторы и рули направления из-за необходимости управления самолетом с несколько очень мощных двигателей.

Вы можете просмотреть короткий фильм из «Орвилла и Уилбура Райтов», объясняющих, как руль использовался для управления рысканием их самолетов. Файл фильма может можно сохранить на свой компьютер и просмотреть как подкаст на проигрывателе подкастов.


Действия:

Экскурсии с гидом

Навигация..


Руководство для начинающих Домашняя страница

Азбука VORs — AOPA

Приемник VOR (очень высокочастотная всенаправленная радиосвязь) и соответствующие ему станции VOR образуют наиболее широко используемую в мире наземную электронную навигационную систему. Принимая во внимание дальность действия сигнала и широкое применение для пилотов, приемник VOR входит в стандартную комплектацию почти всех типов самолетов, от Cessna 150 до Boeing 747 и вертолетов Bell JetRanger.Воздушные трассы VOR, также называемые Victor airways, могут использоваться в любом уголке земного шара, как и процедуры захода на посадку по приборам VOR.

Несмотря на то, что пилоты зависят от навигации по VOR и базовых концепций, большинство пилотов испытывают трудности с овладением техникой VOR на начальном этапе обучения, и эта путаница может сохраниться и в их летной карьере. По иронии судьбы, очень простая концепция противоположностей (В / С и Влево / Вправо) создает часто сбивающий с толку и абстрактный набор подсказок для пилотов, которые уже усердно работают, управляя самолетом, общаясь с органами управления воздушным движением и отслеживая воздушное пространство, в котором они находятся. с использованием.
Навигационная станция VOR

Существует три типа навигационных станций VOR: VOR (только VOR), VOR-DME (VOR плюс оборудование для измерения расстояния) и vortac (VOR плюс военная система тактической аэронавигации). Каждую станцию ​​VOR можно дополнительно классифицировать по дальности действия — терминал , малая высота, или большая высота . Терминальные VOR предназначены для четкого приема на расстоянии до 25 морских миль от станции на высотах от 1000 футов над землей до 12000 футов над землей.Радиомаяки VOR на малых высотах предназначены для использования на высоте от 1000 футов до 18000 футов над уровнем моря на расстояниях до 40 морских миль от станции. Наконец, высотные VOR имеют наибольшую дальность — 130 морских миль — от 18 000 футов над землей до 45 000 футов над землей, хотя они также могут быть эффективны на более коротких расстояниях от 40 морских миль или более от 1000 футов над землей до 60 000 футов над землей. Помните, что все VOR могут быть приняты только в зоне прямой видимости. Таким образом, если между вами и VOR есть гора, вы не получите надежный сигнал, даже если находитесь в пределах досягаемости станции.

Все VOR работают в диапазоне частот от 108,0 до 117,95 МГц. И станции VOR-DME, и вортаки имеют возможность измерения расстояний. Таким образом, с правильным оборудованием в кабине пилоты могут определять не только свой радиус по отношению к станции VOR, но и наклонное расстояние от своего самолета до станции. Многие VOR также имеют голосовые возможности, которые могут идентифицировать VOR или предоставлять пилоту информацию о погоде, включая HIWAS (предупреждения об опасной погоде в полете), TWEB (транскрибированные погодные сообщения) и инструкции от станций обслуживания полетов.

Индикатор VOR

Индикатор VOR в кабине оснащен ручкой OBS (всенаправленный переключатель пеленга), которую пилот использует для выбора радиалов VOR, помещая их над указателем курса (над индикатором VOR) или ниже указателя обратного курса (внизу экрана). Индикатор VOR). Стрелка влево / вправо, называемая индикатором отклонения от курса (CDI), показывает пилоту, на сколько градусов и в каком направлении от выбранного радиала он летит. Направление отклонения сообщает пилоту, где он находится относительно радиального направления, а точки на лицевой стороне прибора сообщают пилоту, на сколько градусов он отклонился от курса.Каждая точка представляет собой отклонение на 2 градуса от желаемого курса. По обе стороны от центрального диска имеется отклонение на 10 градусов, что обеспечивает общую индикационную способность 20 градусов. Флаг To / From на лицевой стороне инструмента сообщает пилоту, по какой стороне выбранного радиуса он или она летит.

Функции VOR — Секрет успеха

Индикатор VOR может дать пилоту много типов информации о его или ее местоположении относительно станции. Например, используя две разные частоты VOR, потерявшийся пилот может точно определить, где он находится.Если у вас есть два индикатора VOR, настройте каждый на другую частоту VOR. Затем отцентрируйте иглы CDI с отметкой «От» и отметьте радиалы. Возьмите диаграмму и нанесите расширенные радиалы. Где линии пересекаются, вот и вы. Кроме того, пилоты могут использовать VOR для полетов по авиалиниям Victor, находить аэропорты, в которых размещены маяки VOR, сообщать диспетчерам свое положение относительно VOR и многое другое.

Все типы навигации по VOR основаны всего на четырех наборах процедур, которые должен знать каждый пилот.Эти процедуры связаны с определением радиуса, на котором вы находитесь, перехватом и полетом на определенном радиальном направлении от станции, полетом непосредственно на станцию ​​VOR и полетом на определенном радиале к станции VOR.

Чтобы определить радиал, на котором летит самолет, отцентрируйте CDI с индикатором From. Число в верхней части индекса курса — это радиал, на котором вы находитесь.

Чтобы перехватить и улететь радиал от станции, пилот должен повернуть OBS до тех пор, пока желаемый радиал не окажется над индикатором VOR.После этого индикатор To / From должен показать индикацию From, а CDI отклонится в том направлении, в котором пилот должен повернуть, чтобы пересечь желаемый радиус. Другими словами, поверните к игле.

Чтобы лететь прямо на станцию ​​VOR, поворачивайте OBS до тех пор, пока стрелка CDI не будет находиться в центре с указанием To. Направление на станцию ​​VOR указано в указателе курса. Все, что вам нужно сделать, это повернуть до тех пор, пока курс самолета не совпадет с номером в верхней части указателя курса. Если ветер не сбивает вас с курса, вы летите прямо на станцию.Отрегулируйте CDI, чтобы он оставался по центру, поскольку ваша цель — лететь к маяку, а не отслеживать какой-либо конкретный радиал.

Чтобы летать по определенному радиалу VOR, прибывающему к станции VOR, используйте OBS, чтобы поместить радиал, который вы хотите лететь, на указателе обратного курса в нижней части индикатора VOR. У вас должна быть индикация To, и стрелка CDI будет отклоняться в том направлении, в котором вам нужно повернуть, чтобы добраться до станции. (Еще раз поверните к игле.)

Собираем все вместе — ориентация VOR

Посмотрите на рисунок на странице 34.Каждый T или F представляет положение воздушного судна, которое выбрало ту же частоту VOR, тот же (90 градусов) радиальный угол и соответствующий ему флаг To / From. Если VOR самолета настроен на радиальный угол 90 градусов, он будет показывать флаг «К», когда к западу от VOR, и флаг «От», когда к востоку от VOR, независимо от курса самолета.

Каждый R, C или L представляет положение самолета, который выбрал ту же частоту VOR, тот же (90 градусов) радиальный угол и соответствующую ему стрелку индикации CDI.Если самолет настроен на радиальный угол 90 градусов, он будет иметь правую индикацию CDI к северу от 90 градусов, центральную индикацию CDI, когда он находится на 90-градусном радиале (то же самое к западу от VOR), и самолет к югу от радиального. будет иметь левую индикацию CDI. Эти индикаторы CDI сообщают пилоту, в каком направлении выбран выбранный радиус (90 градусов) относительно положения самолета, независимо от его курса.

Если вы объедините эти две концепции, у вас будут показания стрелки / флажка, показанные на нижнем рисунке на странице 34, независимо от курса самолета.

Опять же, каждое RT, CT, LF и т. Д. Представляет положение воздушного судна, которое выбрало радиальный угол 90 градусов и его соответствующие CDI и индикацию флага. Обладая этой информацией, пилот знает, где он или она находится относительно маяка VOR и выбранного радиуса, и в какую сторону повернуть, чтобы перехватить желаемый радиал, независимо от курса самолета.

Имеет ли значение заголовок?

Понимание того, как интерпретировать флаг To / From, критически важно, потому что, если вы переместите его в обратном направлении, стрелка левого / правого CDI даст вам противоположную (и, следовательно, неточную и небезопасную) информацию о перехвате курса.Другими словами, стрелка CDI скажет вам повернуть налево, когда вы должны повернуть направо, и наоборот. Это известно как обратное зондирование.

Чтобы избежать обратного зондирования, помните, что радиалы всегда исходят от станции VOR. Итак, обычно требуется индикация «От». Исключение составляют случаи, когда вам специально приказывают лететь прямо на станцию ​​или отслеживать радиальное приближение. Затем вы идете к VOR, и вам нужна индикация To.

Всегда важно помнить, что курс вашего летательного аппарата не влияет на флаг «Куда / От», а также на показания левого, правого и центрированного CDI на вашем VOR-инструменте.Положение вашего летательного аппарата относительно маяка VOR и радиуса, который вы выбрали, имеет значение. (Думайте о своем летательном аппарате как о точке в космосе без учета курса). Однако, если курс вашего самолета находится в полушарии, противоположной указателю курса по отношению к выбранному вами индексу радиального курса VOR, вы увидите флаг To, и вы будете лететь от маяка VOR (или флага From и будете лететь в направлении VOR. маяк). Точно так же игла CDI, прикрепленная к левому краю, означает, что летящий влево вы летите от выбранного радиала, а не к нему.(Обратное верно для иглы CDI, расположенной вправо.) Индикация центрированной стрелки CDI не изменяется и, следовательно, является точной. Например, если вы выбрали радиальный угол 90 градусов (на указателе курса), но ваш курс составляет 270 градусов, стрелка CDI находится слева, а флаг To / From указывает To, тогда радиальный угол 90 градусов будет на самом деле справа от вас, и VOR на самом деле находится позади вас, а не перед вашим самолетом. Очевидно, что это может вызвать у вас проблемы на чек-рейде и подвергнуть вас опасности при навигации.

Ваша конечная цель — навигация с помощью VOR

В безветренной ситуации ваша конечная цель — добиться того же курса на указателе курса, магнитном компасе и указателе курса (вверху) вашего индикатора VOR. Стрелка на индикаторе VOR должна быть отцентрирована независимо от того, отслеживаете ли вы входящий или исходящий радиальный сигнал.

Представьте, что вы хотите отслеживать входящий радиальный сигнал. Когда вы настраиваете свой VOR так, чтобы желаемый радиал появлялся в окне указателя обратного курса в нижней части VOR и у вас есть флаг «To», вы видите, что стрелка отклоняется вправо.Но поворот вправо только до тех пор, пока ваш курс не совпадет с указателем курса в верхней части вашего VOR, приведет вас к желаемому радиусу. Независимо от того, как долго вы летите по этому курсу, стрелка всегда будет оставаться справа от вас, потому что вы не перехватили радиал.

Чтобы исправить это, вы должны повернуть вправо за заголовком, указанным в указателе вашего курса. Большинство инструкторов рекомендуют повернуть на 30-45 градусов дальше желаемого курса. Это называется углом пересечения, и он позволит вам лететь по курсу, который в конечном итоге пересечет желаемый радиал.(Использование угла пересечения 45 градусов может быть самым простым способом. Поскольку большинство направленных гироскопов имеют решетку под углом 45 градусов, вам не нужно выполнять математические вычисления. Просто посмотрите на число под решеткой, а затем поверните к этой рубрике.)

Это может занять несколько минут, в зависимости от того, как далеко вы находитесь от желаемого радиала и от станции VOR, но в конечном итоге стрелка CDI начнет возвращаться в центральное положение. Как только это произойдет, вы должны начать поворот налево, обратно к желаемому курсу, как показано в верхней части указателя курса VOR.В идеале вы можете поворачивать примерно с той же скоростью, что и игла CDI, чтобы вы могли катить крылья на нужном уровне одновременно с центрированием иглы. Излишне говорить, что это требует некоторой практики. Не волнуйтесь, если вы пропустите перехват вашего радиала, и CDI переместится мимо центра в левую сторону VOR. Просто следуйте той же процедуре — поворот к игле и добавление угла пересечения — до тех пор, пока вы не полетите по желаемому курсу с иглой по центру.

Когда вы летите по радиалу, стрелка CDI будет действовать как индикатор направления ветра.Если все числа выровнены и CDI начинает двигаться влево, это означает, что самолет дрейфует вправо из-за ветра. Чтобы исправить это, сделайте небольшой поворот к игле — всего на 5–10 градусов — чтобы вы могли повторно перехватить желаемый радиус. В зависимости от ветра вам может понадобиться лететь с поправочным углом, чтобы оставаться на желаемом радиале. (Это похоже на то, как если бы самолет оставался на продольной центральной линии во время конечного этапа захода на посадку с боковым ветром.)

Проверьте свои знания

Попробуйте свои новые знания VOR в практическом упражнении внизу этой страницы.(Помните, что каждый самолет имеет одну и ту же частоту VOR и выбрал радиальный угол 60 градусов на указателе курса). Выбирайте любой самолет. Вы должны быть в состоянии определить, есть ли на нем флаг «Кому» или «От», а также указатель левой, центральной или правой стрелки CDI. Удачи!

Летающие дрозофилы стабилизируют свой визуальный контроллер скорости, ощущая ветер с помощью антенн.

Значение

Насекомых широко ценят за их маневренность в воздухе, но организация их системы управления недостаточно изучена.В частности, неизвестно, как они быстро интегрируют информацию от различных сенсорных систем, таких как их глаза и антенны, для регулирования скорости полета. Хотя зрение может обеспечить оценку истинной скорости относительно земли в присутствии ветра, задержки, присущие визуальной обработке, ухудшают работу регулятора скорости полета и делают животное нестабильным. Механорецепторы на антеннах мух не могут напрямую измерять наземную скорость, но могут быстрее обнаруживать изменения скорости полета. Интегрируя информацию от обоих органов чувств, мухи достигают стабильного регулирования скорости полета, которое устойчиво к возмущениям, таким как порывы ветра.

Abstract

Мухи и другие насекомые используют зрение, чтобы регулировать скорость полета, что позволяет им летать при различных ветровых условиях. Однако по сравнению с механосенсорными модальностями для зрения требуется длительная задержка обработки (~ 100 мс), которая может привести к нестабильности при работе с высоким коэффициентом усиления. Мухи также воспринимают движение воздуха своими антеннами, но неизвестно, как это используется для управления полетом. Мы манипулировали функцией усиков дрозофил, удаляя их aristae, заставляя их полагаться только на зрение, чтобы регулировать скорость земли.Летящие мухи, подвергшиеся абляции Arista, показали значительно большую изменчивость наземной скорости, чем неповрежденные мухи. Затем мы подвергли их серии контролируемых импульсных порывов ветра, создаваемых воздушным поршнем и экспериментально управляемыми антеннами и визуальной обратной связью. Результаты показывают, что антенный ответ изменяет движение крыльев, заставляя мух ускоряться в том же направлении, что и порыв ветра. Этот ответ препятствует полету против ветра, но мухи регулярно летают против ветра. Чтобы устранить это несоответствие, мы получили динамическую модель регулятора скорости мухи путем подгонки параметров моделей-кандидатов к нашим экспериментальным данным.Модель предполагает, что изменчивость наземной скорости у мух, подвергшихся абляции, является результатом нестабильных колебаний обратной связи, вызванных задержкой и высоким коэффициентом усиления визуальной обратной связи. Отклик антенны приводит в действие активное демпфирование с более короткой задержкой (~ 20 мс) для стабилизации этого регулятора в обмен на усиление эффекта быстрых ветровых возмущений. Это дает представление о многомодальной архитектуре сенсорной обратной связи у мух и составляет ранее неизвестную роль антенн.

Животные полагаются на информацию, поступающую от различных сенсорных модальностей, чтобы регулировать свои двигательные действия.Например, чтобы быстро схватить объект, человек использует как зрение, так и тактильное восприятие. Зрительная система может оценить, насколько близко находится объект, но только прикосновение может точно определить, когда происходит контакт (1). Точно так же летающие насекомые полагаются на несколько органов чувств, включая зрение и механочувствительность, для управления своим полетом (2). Эта мультимодальная обратная связь позволяет им выполнять воздушные трюки, такие как преследование сородичей (3) и быстрое самовосстановление после взлета (4). Наше нейробиологическое и биомеханическое понимание этого поведения является неполным, но физиологические исследования и физические модели помогли выявить характерные особенности (5–9).

Траектория полета мух часто состоит из прямых участков поступательного движения, перемежающихся быстрыми изменениями заголовка, называемыми саккадами тела (3, 10⇓ – 12). На прямых участках мухи, как правило, поддерживают постоянную скорость относительно земли, несмотря на изменения скорости ветра, что свидетельствует о наличии активного регулятора обратной связи (13, 14). Недавние результаты дают некоторое представление о свойствах этого основанного на зрении регулятора скорости движения вперед, таких как его зависимость от пространственной и временной частоты зрительного стимула и величина лежащей в основе сенсомоторной задержки (15, 16).Эксперименты с привязанными животными показывают, что мухи используют механодатчики на антеннах для регулирования движения крыльев в ответ на изменение скорости полета (17⇓⇓⇓ – 21). Падающий ветер вызывает отклонение аристы, четвертого членика усиков, который колеблется с частотой взмахивания соседних крыльев (19). Движение обнаруживается органом Джонстона (JO) и большой колоколообразной сенсиллой между вторым и третьим члениками усиков (18). Имеются данные о том, что как фазические, так и тонические нейроны внутри JO реагируют на ветер (22).Однако мало что известно о том, как эти опосредованные нейронами двигательные реакции влияют на управление полетом или как они интегрируются с визуально опосредованными ответами. Работа с другими насекомыми, такими как ястребиная моль, указывает на то, что усики могут использоваться в различных реакциях управления полетом, которые дополняют зрение, включая реакции на вращение тела, ответы, которые у мух считаются опосредованными жужжальцами (23, 24). ). Кроме того, недавние результаты с использованием привязанных медоносных пчел предполагают, что вместе антенны и зрительная система опосредуют упорядоченное поведение, которое может минимизировать затраты на стационарный полет (25).Хотя антенны могут опосредовать подобное поведение у мух, в этом исследовании мы сосредоточены на реакциях, которые помогают регулировать скорость полета вперед.

Сенсомоторная задержка зрительного отклика, контролирующего скорость полета, у плодовых мушек составляет примерно 50–100 мс (16), что соответствует 10–20 взмахам крыльев. Такие задержки в зрительно-моторных реакциях ожидаются из-за времени, необходимого для фототрансдукции и последующего вычисления движения. При использовании в контуре обратной связи с высоким коэффициентом усиления задержка датчика может привести к нестабильности, которая может проявляться как синусоидальные колебания, которые нарастают со временем для нестабильных систем или медленно затухают для почти нестабильных систем (26).В этой статье мы исследовали, влияет ли временная задержка зрительной системы на контроллер скорости полета мух. Для этого мы запечатлели траектории полета мух, подверженных импульсивным порывам ветра в автоматизированной аэродинамической трубе. Мы сравнили поведение интактных мух с поведением мух, у которых реакция на скорость полета была устранена удалением аристы усиков. Наши результаты показывают, что мухи, подвергшиеся абляции, показали большую изменчивость наземной скорости, чем интактные мухи, колеблясь таким образом, что это указывает на почти нестабильный регулятор обратной связи.Динамическая модель, полученная на основе наших данных, предполагает, что нестабильность скорости у мух, подвергшихся абляции, возникает из-за длительной задержки визуальной обратной связи, и что ответная реакция ветра, опосредованная антенной, действует как гаситель, чтобы ощущать и устранять эту нестабильность.

Методы

Мухи.

Мы использовали двух-трехдневных самок мух, Drosophila melanogaster Meigen, которые произошли от 200 выловленных в дикой природе самок. При необходимости мы обезболивали мух, охлаждая их до 2 ° C. Для экспериментов по абляции аристы отрезали у основания с помощью заостренных щипцов.Мух содержали при цикле свет: темнота 16: 8 ч. Эксперименты начинались за 5–9 ч до окончания субъективного дня и продолжались в течение 24 ч. В каждом пробном запуске мы помещали 10–12 мух в закрытую аэродинамическую трубу. Для улучшения исследовательского поведения мы морили мух голодом (давая воду) в течение 4–8 часов перед каждым экспериментом. Мы записали примерно 100 траекторий в день для контрольных мух и примерно 50 в день для мух, подвергшихся абляции. В начале испытаний масса мух составляла в среднем 1,2 мг. После 24-часового испытательного срока мухи, которых мы вытащили с летной арены с помощью вакуума, имели среднюю массу 1.0 мг. Для моделирования и анализа мы использовали расчетную среднюю массу мухи 1,1 мг для м.

Арена для отслеживания мух в реальном времени.

Все эксперименты проводились в аэродинамической трубе 150 см × 30 см × 30 см (27, 28), оснащенной системой визуальной проекции (рис. 1 A ). Арена была освещена светодиодами ближнего инфракрасного диапазона, а камеры были оснащены фильтрами пропускания инфракрасного излучения. Для записи трехмерного положения мух в свободном полете мы использовали специально созданный трекер полета в реальном времени (подробности см. В исх.29). Трекер состоял из пяти цифровых видеокамер Basler A602f, снимающих изображения со скоростью 100 кадров в секунду, и множества компьютеров, выполняющих анализ изображений для обнаружения движущихся мух на каждом 2D-изображении. Эти двухмерные координаты передавались по сети на центральный компьютер, который триангулировал трехмерное положение мух в пространстве. Средняя задержка при отслеживании составляла ~ 40 мс. Программа слежения записывала траектории и выполняла ассоциацию данных с использованием расширенного фильтра Калмана. Параллельно программное обеспечение также оценивало положения на каждом временном шаге, используя оценку наименьших квадратов, основанную на проекциях лучей от каждой камеры.Мы использовали этот более шумный, нефильтрованный формат для нашего анализа, потому что он обеспечивает самое высокое временное разрешение для высокоскоростной динамики в этом исследовании и не зависит от специфики динамических моделей, связанных с фильтром Калмана.

Рис. 1.

Эксперименты на арене слежения за свободным полетом показывают, что мухи, лишенные своей антенно-опосредованной реакции воздушной скорости, демонстрируют значительно большую изменчивость скорости относительно земли, чем неповрежденные мухи. ( A ) Мы записали траектории полета путем триангуляции положения с помощью инфракрасных камер (29).Зрительное движение с широким полем зрения создавалось за счет проецирования движущегося решетчатого рисунка на стены летной арены через систему зеркал. ( B ) Мы генерировали порывы ветра либо с помощью импульсного воздушного поршня ( верхний ), либо открывая заслонки, чтобы пропустить воздух, приводимый в движение вентилятором ( нижний ). ( C ) Вид сверху траектории полета мух относительно порывающего аппарата и зрительного стимула. ( D ) Случайный выбор из 50 траекторий, записанных в условиях отсутствия ветра, позволяет предположить, что наземные скорости у мух, подвергшихся абляции, более изменчивы ( Центр, ), чем у интактных мух ( Левый ).Это различие является значительным (тест Левена, P <0,0001), как показано на нормализованной гистограмме мгновенных наземных скоростей всех собранных траекторий ( Right ).

Порывы ветра.

Импульс напряжения от компьютера слежения запускал механизм порывов ветра в тот момент, когда оценка положения мухи пересекала заранее заданную плоскость срабатывания триггера. Мы использовали два разных устройства для создания порывов ветра на арене полета (рис. 1 B и C ).Первый представлял собой набор жалюзи, приводимых в действие высокоскоростным бесщеточным линейным двигателем (модель P01-23 × 160; LinMot), который мог внезапно открываться, позволяя воздуху, нагнетаемому вентилятором в аэродинамической трубе, проходить через летную площадку. Это обеспечивало стимул, который нарастал от установившегося состояния перед порывом -0,15 м⋅с -1 до -0,35 м⋅с -1 за период около 200 мс. Поскольку аэродинамическая труба была разработана для однонаправленного потока, система вентилятора могла создавать скорость ветра v w только одной полярности.Второе устройство порывов ветра представляло собой воздушный поршень, охватывающий поперечное сечение аэродинамической трубы, который приводился в действие тем же линейным двигателем. Поршень мог перемещаться в любом направлении очень быстро, перемещаясь на 15 мм всего за 40 мс, ограничиваясь только мощностью двигателя. При использовании воздушного поршня вентилятор аэродинамической трубы был выключен. Программное обеспечение контроллера серводвигателя можно было запрограммировать на создание только одной траектории за раз, поэтому данная популяция мух на арене туннеля подвергалась только одному типу порывов ветра в течение каждого 24-часового испытательного периода.

Временной ход порывов был измерен с помощью анемометра с горячей проволокой на частоте 1 кГц (MiniCTA с датчиком p55; Dantec Dynamics), который был откалиброван с помощью ультразвукового анемометра (UA6; Airflow Developments Ltd.). Порывы были идентичны с точностью до 0,02 м⋅с –1 в различных положениях по ширине, высоте и длине арены аэродинамической трубы с точностью до 2 см от стен и были идентичными до и после каждой экспериментальной сессии. Толщина пограничного слоя в условиях стационарного потока составила менее 2 см, но любые траектории полета, проходящие в пределах этого расстояния от стенок, были исключены из дальнейшего анализа.Чтобы убедиться в отсутствии пространственной зависимости во времени порыва на арене, два зонда с горячей проволокой были размещены на расстоянии 1 м друг от друга на каждом конце арены, чтобы обеспечить одновременные измерения быстрого порыва поршня. Формы двух порывов были почти идентичны, но смещены во времени на 3 ± 1 мс, что указывает на то, что порыв ветра двигался приблизительно со скоростью звука (≈343 м⋅с -1 ). Таким образом, предполагалось, что позиционная изменчивость во времени порывов будет незначительной по сравнению с временным разрешением 10 мс камер слежения.Чтобы свести к минимуму визуальное воздействие движения поршня и затвора, мы сконструировали оба устройства из прозрачного акрила и использовали их так, чтобы мухи всегда улетали от них при возникновении порывов ветра, так что движение устройства, вероятно, попадет в заднюю слепую зону мух. во время судебного разбирательства. Чтобы дополнительно гарантировать, что движение поршня не вызывает визуального отклика, мы сконструировали фиктивный поршень, который напоминал настоящий поршень, но имел отверстия, охватывающие большую часть его поперечного сечения, так что он не создавал никаких измеримых ветровых возмущений.При испытании на мухах не было заметной разницы в поведении между испытаниями, в которых имитирующий поршень перемещался, и испытаниями, в которых его не было.

Визуальный стимул.

Визуальные стимулы генерировались с помощью программного обеспечения Vision Egg на персональном компьютере под управлением Ubuntu Linux с графической картой NVIDIA GeForce 8500 GT (30). Монохромный проектор Lightspeed Design DepthQ с высокой частотой кадров (120 Гц) проецировал обратно вертикально ориентированные синусоидальные решетчатые узоры с длиной волны 12 см на стены арены, стимул, который, как известно, вызывает сильную реакцию ускорения у плодовых мушек (15 ) (Рис.1 A и C ). Средняя яркость в среднем сером составила 50 кд⋅м −2 . Компьютер, управляющий визуальным дисплеем, получил оценки трехмерных координат всех движущихся мух от компьютера слежения через Ethernet и организовал автоматизированный протокол эксперимента. Чтобы обеспечить правильную синхронизацию ветра и визуальных стимулов относительно слежения, компьютеры слежения и стимула были синхронизированы с точностью до 3 мс с помощью демона протокола точного времени. Время каждого кадра камеры сохранялось вместе с данными отслеживания, как и синхронизация импульса запуска порыва.Задержка проектора составила 19 ± 1 мс при использовании светового датчика TI OPT101, а временные корректировки были внесены в данные постфактум.

В некоторых экспериментах мы предъявляли динамический зрительный стимул в отсутствие порыва ветра. Форма и сила этих «визуальных порывов ветра» были выбраны таким образом, чтобы они были примерно равны визуальному движению, которое испытывает муха при изменении скорости полета во время соответствующего порыва ветра. Чтобы оценить этот визуальный стимул, мы записали наземную скорость, v g , мух с аристами и без них для каждого из семи различных направлений силы и направления порыва ( n = 20-50 траекторий).Для каждого из этих 14 условий мы рассчитали временной ход их среднего изменения путевой скорости и использовали это значение в качестве силы визуального порыва, v p ( t ), после инвертирования полярности. При самых слабых порывах ветра разница между реакциями мух с аристалями и без них была незначительной, поэтому мы использовали одинаковые визуальные порывы для обоих.

Протокол испытаний.

Чтобы доставить мух в центральную часть летной арены в начале каждого испытания, мы использовали протокол визуального удержания, аналогичный описанному ранее (15), но измененному из-за ограничений наших экспериментов.Как и в предыдущем исследовании, мы инициировали начало испытания, как только муха прошла заданную компьютером плоскость триггера. Однако в наших экспериментах было невозможно использовать шлейф запаха для дальнейшего соблазнения мух к центру арены туннеля, потому что воздушный поршень блокировал непрерывный поток. Мы проинструктировали компьютер выполнить следующий протокол конечного автомата, чтобы заставить мух лететь вперед через плоскость триггера: ( i ) Если какие-либо летающие мухи были обнаружены, решетчатый узор на стенах анимировался со скоростью проектора v р = -0.15 м⋅с −1 , чтобы заставить их двигаться в направлении — x . ( ii ) Если муха с самой длинной непрерывной траекторией полета превысила порог в x = −5,0 см от плоскости триггера, направление анимации было изменено на v p = 0,15 м⋅с −1 . Это заставило мушку двигаться в направлении + x к плоскости спускового крючка. ( iii ) Если муха не прошла плоскость триггера в течение 2,5 с, протокол возвращается к шагу 1, в противном случае — 1.Двухсекундное испытание было начато после того, как муха прошла плоскость триггера, во время которого базовая скорость проектора оставалась на уровне v p = 0,15 м⋅с -1 , так что стимул не изменился, когда испытание началось. . Моделирование модели, полученной в этой статье, предполагает, что 5 см — это достаточное расстояние для неповрежденной мухи, чтобы разогнаться до ее приблизительной установившейся скорости. В испытаниях с визуальным порывом дополнительная команда скорости проектора либо добавлялась, либо вычиталась из этой базовой скорости.В конце испытательного периода состояние выполнения было возвращено к шагу 1. Испытания состояли из порыва, визуального порыва, комбинации двух или контроля без стимула в случайном последовательном порядке.

Обработка данных.

Слежение за мухами сохраняло оценку положения ( x , y , z ) каждой траектории с частотой 100 Гц. В ходе анализа мы исключили из рассмотрения любые траектории, по которым мухи разворачивались от длинной оси арены аэродинамической трубы.Внеосевые траектории были обнаружены путем сначала обработки измерений с помощью фильтра с 10 выборками для устранения переходного шума, а затем проверки того, превышала ли в любой момент во время испытания величина этой отфильтрованной неаксиальной составляющей скорости 0,25 м⋅с −1 . Чтобы обеспечить единообразие визуальных стимулов, траектории, не начинающиеся в средней трети (по ширине) арены и в верхних двух третях, были исключены. Используя эти критерии, мы отклонили ~ 67% необработанных траекторий.

Мы оценили составляющую x базовой скорости мухи, v g и ускорение, взяв производные от положения x , используя разность первого порядка для каждой производной, сдвигаясь как необходимо, чтобы данные о силе были согласованы с правильными данными о скорости.Мы рассчитали скорость проектора, v p , путем понижающей дискретизации его данных положения от 120 до 100 Гц с помощью линейной интерполяции и взятия производной. Мы измерили скорость ветра v w непосредственно анемометром с горячей проволокой. Все численные вычисления были выполнены с использованием NumPy версии 1.6.1, SciPy версии 0.9 и пакета python-control версии 0.5.

Модель полетной силы.

Уравнение баланса сил для полета по оси x нашей летной арены:

, где f — полная сила, приложенная к мухе, f d — пассивное аэродинамическое сопротивление. сила, действующая на крылья и корпус, f c — это активная управляющая сила, создаваемая изменениями кинематики крыльев в ответ на сенсорные стимулы, v g — это базовая скорость мухи и отражает ее скорость изменения, а м, — масса мухи.Следовательно, мы можем оценить f , измерив ускорение мухи и умножив на ее массу. Наш настоящий анализ не касается механизма регулирования управляющей силы, f c , но мы отмечаем, что она может быть вызвана наклоном корпуса для управления скоростью, как у вертолета (31), или другими изменениями хода. кинематика (32, 33). Мы моделируем общую силу аэродинамического сопротивления, действующую на машущие крылья, f d , как функцию воздушной скорости v a :

, где

и v w — скорость ветра, создаваемого прибором для создания порывов ветра, измеренная в лабораторной раме, и воздушная скорость, v a , определяется как отрицательная для прямого полета в неподвижном воздухе.Мы ожидали, что аэродинамическое сопротивление будет линейно пропорционально воздушной скорости:

, как предполагалось несколькими линиями доказательств, включая эксперименты на привязанной Drosophila (34), испытание в аэродинамической трубе на машущем роботизированном насекомом (35) и исследование динамика вращательного движения (36). Найдя модель аэродинамического сопротивления, мы рассчитали управляющую силу, вычтя сопротивление из общей силы в соответствии с формулой. 1 .

Модель выходной управляющей силы мухи, f c , является функцией воздушной скорости v a и визуальной скорости v v , каждая воспринимаемая в движущейся системе отсчета мухи.Скорость визуального стимула, воспринимаемого мухой, v v , определяется как

, где v p — это скорость визуального стимула, проецируемого обратно на стены арена. Отрицательная визуальная скорость в этом соглашении, соответствующая прямому полету, называется прогрессивным визуальным движением. Мы предполагаем, что сила, связанная со зрительной реакцией, f cv , является функцией входной скорости зрения после зрительной сенсомоторной задержки, T v ,

и силы, обусловленной Отклик антенны, f ca ​​ , является функцией входной воздушной скорости после задержки, T a ,

Наши экспериментальные результаты показывают, что эти два отклика суммируются линейно, поэтому общая управляющая сила моделируется как

, таким образом, общая сила, действующая на лету, является суммой сопротивления и активных реакций:

Model Fitting.

Из-за короткой продолжительности наших тестов и ограниченного количества различных стимулов скорости порывов ветра мы сократили пространство исследования моделей, ограничив наше внимание простыми каноническими линейными моделями, то есть пропорциональными, интегральными и производными контроллерами, каждая из которых имеет неизвестное усиление и временная задержка. Поскольку основная аэродинамика линейна (уравнение 9 ), мы можем использовать набор инструментов, доступных для линейных систем (26).

Чтобы найти оценку неизвестных параметров в модели, мы провели поиск модели с минимальной квадратичной ошибкой между прогнозируемой наземной скоростью мухи и фактической измеренной путевой скоростью v g для всех n траектории заданного типа стимула ( n варьировались от 243 до 532), согласно

, где t — целое число, представляющее номер кадра камеры относительно времени начала испытания, t f — количество наблюдений положения на каждой траектории, а θ представляет параметры модели.Для простой модели сопротивления воздуха θ равно b , константа сопротивления. Для моделей, включающих визуальную обратную связь и обратную связь от антенны, подходящими параметрами являются временная задержка T и усиление K .

Чтобы смоделировать отклики от наземной скорости из моделей сил разомкнутого контура, мы вычислили модели замкнутого контура. Передаточная функция от силы к базовой скорости для тела мухи составляет 1 / ( мс ), где м, — масса мухи, а с — комплексная частота.Под действием силы аэродинамического сопротивления f d , обусловленной крыльями и корпусом (уравнение 4 ), можно показать (26), что передаточная функция от силы к путевой скорости равна

. предсказание модели для случая отсутствия сенсорной обратной связи (с учетом только аэродинамического сопротивления) составляет

, где мы подчеркиваем, что это для входных данных v w , которые определены относительно лабораторной рамки. Строго говоря, входные и выходные данные этого уравнения являются величинами частотной области, но мы записываем их в их представлении во временной области для простоты обозначений.Аналогичный анализ показывает, что для неповрежденной мухи, подверженной ветру, наш прогноз наземной скорости составляет

, где C a ( s ) обозначает передаточную функцию антенного отклика, который создает силу тяги в зависимости от воздушной скорости. вход (уравнение 7 ) и C v ( s ) обозначает визуальный отклик (уравнение 6 ). Мы предполагаем линейное суммирование двух ответов. Точно так же предсказание базовой скорости из-за визуального стимула в лабораторной структуре составляет

. Прогнозирование базовой скорости из-за обоих стимулов представляет собой линейную комбинацию ответов от каждого отдельного стимула (уравнение. 13 + Ур. 14 ):

Поскольку эти модели работают в замкнутом контуре, прогноз путевой скорости является нелинейной функцией параметров модели θ . Соответственно, мы выполнили нелинейную регрессию, используя итеративную процедуру поиска Левенберга-Марквардта, чтобы минимизировать функцию ошибок, заданную уравнением. 10 (37). Наши стимулы состояли только из четырех различных скоростей порывов ветра, поэтому, чтобы избежать неправильной подгонки из-за того, что наш набор стимулов был недостаточно богат, мы не пытались подогнать все пять параметров сразу.Вместо этого мы оценивали их от одного до двух за раз, систематически устраняя эффект двух модальностей сенсорной обратной связи, как описано в Результатах . Наша система слежения за машинным зрением не могла идентифицировать отдельных мух, поэтому мы предположили, что все мухи обладают одинаковыми свойствами. Мы вычислили оценки наземной скорости с помощью команды lsim в python-control, используя кубическую интерполяцию между входными измерениями и приблизительными временными задержками с помощью аппроксимации Паде пятого порядка. Из-за значительного разброса исходных наземных скоростей мух мы повторно сконцентрировали все входные стимулы и реакции наземной скорости до нуля при t = 0, вычитая их среднее значение в течение 60 мс перед каждым испытанием перед анализом.Это соответствует вычитанию базовой силы тяги, которую муха прикладывала в начале испытания для поддержания своей базовой скорости перед лицом аэродинамического сопротивления, вопрос, который мы рассмотрим далее в модели визуальной обратной связи в Результатах . Мы использовали процедуру начальной загрузки для оценки 95% доверительных интервалов неопределенности ( Вспомогательная информация ).

Результаты

При воздействии неизменного стимула во время испытания мухи, подвергшиеся двусторонней абляции аристы, демонстрируют значительно большую изменчивость скорости земли, чем интактные мухи (тест Левена, P <0.0001). Мы подчеркиваем, что в этих тестах, как и во всех тестах, мухи подвергались протоколу визуальных стимулов, который предшествовал всем испытаниям, чтобы многократно перемещать мух к месту начала испытания (см. Протокол испытаний в методе ). Визуальный осмотр случайного выбора траекторий позволяет предположить, что мухи, подвергшиеся абляции аристоидом, демонстрируют периодические колебания, напоминающие синусоидальные колебания (Рис. 1 D ).

Чтобы понять, почему потеря функции антенн повлияла на контроль скорости, мы провели более подробный анализ, подвергая мух воздействию контролируемого ветра и визуальных стимулов (рис.2 А ). Неповрежденные мухи, первоначально двигавшиеся со скоростью 20 см⋅с –1 , ответили на импульсный порыв встречного ветра силой –40 см⋅с –1 , быстро замедляясь в направлении наземной скорости, близкой к нулю (рис. 2 B ). Затем мухи быстро восстанавливались, возвращаясь к своей начальной скорости примерно через 100 мс. Чтобы определить, могут ли мухи использовать информацию от своих антенн во время этой реакции, мы подвергали мух, подвергшихся абляции, по тому же протоколу порывов (рис. 2 C ). Показанное изменение скорости было значительно меньше для интактных мух в течение 40 мс после начала порыва (тест Манна-Уитни U , P <0.001) (рис.2 F ). Точно так же мы обнаружили, что мухи при подобном порыве попутного ветра показали значительно большее положительное ускорение, чем мухи, подвергшиеся абляции в пределах 50 мс ( P = 0,002). Предварительные эксперименты, в которых вместо этого манипулировали обратной связью arista путем жесткой фиксации сустава между семенным канатиком и педицеларисом с помощью клея (21), демпфирование уменьшалось примерно на такую ​​же величину, указывая на то, что этот сустав опосредует реакцию. Однако эту манипуляцию было труднее применять последовательно, поэтому мы провели подробный анализ на мухах, подвергшихся абляции.

Рис. 2.

Муха регулирует наземную скорость в полете, используя как быстрый антенно-опосредованный отклик, обусловленный воздушной скоростью, так и более медленный визуальный отклик, который преодолевает аэродинамическое сопротивление. ( A ) Мы рассматриваем модель управления полетом, в которой муха получает два входных сигнала: скорость полета v a и визуальную скорость v v , которые определены в ее движущаяся система отсчета. Аэродинамическое сопротивление и изменения кинематики крыла создают силу тяги f .( B ) Мы исследовали реакцию антенн, подвергая неповрежденных мух импульсному порыву встречного ветра, вызванному поршнем, длительностью 40 мс (стрелки в верхнем ряду представляют изменение скорости полета относительно условий в начале испытания). Эти мухи замедляются до более низкой наземной скорости, v g (среднее значение показано белым), прежде чем быстро восстановиться. ( C ) Мухи, у которых отростки удалены от антенны, демонстрируют аналогичное поведение, но величина потери наземной скорости уменьшается.Разница становится значимой в течение 40 мс (тест Манна – Уитни U , P <0,001). Это говорит о том, что антенны обеспечивают активную реакцию, которая добавляет дополнительную силу в том же направлении, что и аэродинамическое сопротивление, и это быстрее, чем 80–100 мс, о которых сообщается для зрения (16). ( D ) Неповрежденные мухи, подверженные ступенчатому усилению встречного ветра, также теряют путевую скорость, но восстанавливают большую ее часть через 0,5 с, что позволяет предположить, что у них более медленная петля обратной связи, которая в конечном итоге преодолевает аэродинамическое сопротивление.( E ) Если неповрежденная муха подвергается тому же порыву ветра, в то время как стены летной арены анимированы со скоростью визуального стимула, v p , как показано, устраняя обычные визуальные подсказки, указывающие на потеря скорости, это восстановление существенно отменяется. Это говорит о том, что более медленная реакция, которая компенсирует ветер, вероятно, связана со зрением. ( F ) Графики разницы наземных скоростей (среднее ± стандартное отклонение) относительно времени начала (пунктирная линия) для B E .

Результаты этих экспериментов с порывами ветра предоставляют дополнительные доказательства того, что мухи чувствуют ветер и реагируют на него своими антеннами (18), но выявляют два ранее неизвестных аспекта этой реакции. Во-первых, время сенсомоторной реакции довольно короткое по сравнению с задержкой в ​​100 мс, наблюдаемой для зрительно-моторных реакций (16). Во-вторых, наши данные показывают, что антенная реакция мухи на скорость полета действует в неожиданном направлении. В ответ на порыв встречного ветра реакция антенны заставляет мух замедляться, тем самым снижая наземную скорость.При порывах попутного ветра мухи ускоряются вперед, тем самым увеличивая наземную скорость. Таким образом, вместо того, чтобы поддерживать наземную скорость, опосредованный антенной ответ генерирует силу в том же направлении, что и повышенное аэродинамическое сопротивление из-за порыва ветра, эффективно усиливая, а не уменьшая влияние ветрового стимула на динамику полета. Признак такой реакции не согласуется с хорошо задокументированной тенденцией Drosophila к увеличению воздушной скорости при постоянном встречном ветре для поддержания наземной скорости (13).Чтобы проверить эти предыдущие результаты на нашем аппарате, мы измерили среднюю скорость относительно земли при различных постоянных скоростях ветра (до 1 м⋅с -1 ) со статическим визуальным фоном. Наши результаты подтвердили, что, летя против ветра, мухи поддерживают постоянную скорость относительно земли 0,15–0,2 м⋅с –1 , как первоначально сообщил Дэвид (13).

Чтобы исследовать несоответствие между переходной и установившейся реакцией на ветер, мы подвергли мух ступенчатому изменению скорости ветра, вызванному открытием набора жалюзи, установленных в аэродинамической трубе.Как и ожидалось из наших предыдущих экспериментов, мухи сначала замедляются, но впоследствии восстанавливают большую часть своей начальной скорости (рис. 2 D ). Дэвид (13) предположил, что способность мух поддерживать скорость относительно земли при встречном ветре разной силы опосредуется визуальной обратной связью. Чтобы проверить, является ли восстановление после ступенчатого возмущения визуально опосредованным, мы провели еще один эксперимент, в котором мы оживили стены арены во время испытания, так что в среднем у мух во время порывов зрительный поток значительно уменьшился.Как и ожидалось, если зрение используется для компенсации наземной скорости, мухи, подверженные пониженной визуальной обратной связи, не восстанавливают начальную скорость почти так же сильно, как мухи с доступом к нормальным визуальным подсказкам (рис. 2 E и F ; P < 0,001 через 0,5 с после появления стимула). Таким образом, наши эксперименты показывают, что реакция мух на порыв ветра включает, по крайней мере, два сенсорных ответа, один из которых обусловлен зрением, а другой - механосенсорной информацией от антенн. В то время как зрение лежит в основе компенсирующего регулятора, который может поддерживать постоянную скорость относительно земли в устойчивом состоянии, антенны обеспечивают более быструю реакцию, которая усиливает аэродинамическое влияние порыва на динамику полета.

Гипотеза динамической неустойчивости.

Функция отклика антенны, которая увеличивает влияние ветровых помех, может заключаться в стабилизации визуального регулятора скорости относительно земли. Возможно, что вариабельность наземной скорости мух, подвергшихся абляции ариста, на рис. 1 D возникает из-за того, что абляция антенны коренным образом изменяет обратную связь полета мухи. Например, контроллер полета может быть изменен из-за отсутствия фазового входа от вибрационных колебаний антенны (18, 19, 21).Однако результаты наших манипуляций показывают, что потеря aristae не вызывает катастрофического эффекта, как можно было бы ожидать, если бы aristae требовались для некоторой важной функции управления полетом. Альтернативная гипотеза состоит в том, что эти два чувства независимы и наблюдаемая изменчивость является результатом динамики обратной связи на системном уровне. Учитывая, что визуальная обратная связь имеет длительную задержку обработки (15, 16), изменчивость может быть проявлением нестабильного регулятора, испытывающего колебания обратной связи (26), потому что он вынужден полагаться только на обратную связь с большой задержкой.Наблюдаемый отклик антенны будет препятствовать таким быстрым изменениям воздушной скорости, стабилизируя визуальный контроллер наземной скорости и позволяя ему работать с более высоким усилением. Чтобы проверить эту гипотезу, мы создали модель регулятора скорости мухи, выполнив процедуру количественной подгонки модели, основанную на принципах теории управления. Поскольку нас беспокоит только эффект связанных с ними ответов, наш анализ не пытался объяснить лежащие в основе механизмы сенсорной трансдукции. Чтобы предоставить богатый набор данных, с помощью которого можно вывести и оценить нашу модель, мы собрали данные из разнообразного набора условий стимула, состоящего из ветра и визуальных порывов с разной силой и полярностью.

Модель аэродинамического сопротивления крыла.

Хотя наша модель фокусируется на активной управляющей силе, f c , создаваемой «на лету», нам сначала нужно было оценить пассивное сопротивление, f d , приложенное «на лету» как результат его движения и фоновый воздушный поток. Мы проанализировали полное сопротивление машущих крыльев и тела, применяя различные порывы ветра и устраняя эффект двух сенсорных реакций, соответствующих уравнению. 12 (рис.3 A ). Мы рассмотрели только данные первых 70 мс испытаний порывов у мух, подвергшихся абляции, — временной эпохи, в течение которой предыдущие исследования показали, что визуально опосредованные реакции еще не должны сильно влиять на поведение мух (15, 16). Нелинейная регрессия показала, что b = 11 ± 1,7 мкН · с⋅м -1 (рис. 3 B ) (средний ± 95% доверительный интервал бутстрапа; см. Рис. S2 A ). Это значение достаточно близко к значению полного сопротивления системы (8.0 мкН⋅см -1 ), предсказанный на основе подробной квазистационарной модели колебательного полета, смоделированной при поступательном движении (6) (рис. 3 C ). Мы построили каждую точку отсчета с размером, пропорциональным абсолютной воздушной скорости мухи, и визуальный осмотр показывает, что нет заметной тенденции, связывающей большую силу сопротивления с большей воздушной скоростью, что подтверждает мнение, что сопротивление линейно с воздушной скоростью.

Рис. 3.

Сила аэродинамического сопротивления крыла примерно пропорциональна воздушной скорости. Расчет сопротивления воздуха был необходим для оценки активной реакции мух.( A ) Мы устранили сенсорно-индуцированные реакции, устранив чувствительные к ветру aristae и рассматривая только данные до миллисекунд, прежде чем будет задействован какой-либо зрительный ответ. ( B ) Мы сгенерировали порывы со скоростью ветра v w , с разной скоростью начала и направления (исключая из поля зрения порывы, которые были слишком медленными, чтобы зарегистрировать измеримое сопротивление за показанный период 0,1 с) и показать результирующие наземные скорости, v g , всех записанных траекторий (среднее значение показано белым).Также нанесены на график входная воздушная скорость v (уравнение 3 ) (среднее ± стандартное отклонение) и расчетная сила аэродинамического сопротивления f , рассчитанная с использованием уравнения. 1 (зубчатая зеленая линия, среднее ± стандартное отклонение). Эта величина была повторно центрирована до нуля при вычитании f 0 , средней силы за 60 мс, предшествующих испытанию. Показано, что воздушная скорость и сила позволяют визуально сравнить поведение ввода-вывода, но не используются непосредственно в расчетах подгонки модели.В процедуре подгонки модели использовались данные о наземной скорости из заштрихованных областей для оценки константы аэродинамического сопротивления b в уравнении. 4 . Выход модели был смоделирован с использованием передаточной функции в формуле. 12 делится на и отображается черным цветом (плавная линия, доверительный интервал ± 95% серым цветом). ( C ) Прогноз силы сопротивления (сплошная линия, доверительный интервал ± 95%) аналогичен квазистационарному моделированию полета с машущим двигателем (6) (пунктирная линия). Наложены входные и выходные наблюдения, показывающие соответствие между моделью и данными.

Суммирование антенных и визуально опосредованных ответов.

Чтобы исследовать взаимодействие между визуальными и антенными ответами, мы провели испытания, в которых анимированный рисунок на стенах имитировал рисунок оптического потока, который мухи будут испытывать во время порыва ветра (рис. 4 A ). Затем мы измерили отклик антенны, подвергнув мух порывам ветра, при котором скорость проектора оставалась постоянной (рис. 4 B ). Наконец, мы сравнили эти результаты с результатами испытаний, в которых оба стимула предъявлялись одновременно (рис.4 С ).

Рис. 4.

Силы обзора и реакции антенны объединяются как почти идеальная линейная сумма. Мы измерили силовые реакции интактных мух в трех условиях: ( A ) визуальные порывы с небольшой входной воздушной скоростью; ( B ) натуралистические порывы, в которых скорость визуального фонового стимула, v p , не изменялась; и ( C ) одновременно присутствовали порывы ветра и визуальные порывы. Мы наносим на график соответствующую воздушную скорость стимула мухи: v a (уравнение. 3 ), а визуальная скорость — v v (уравнение 5 ) (среднее ± стандартное отклонение). Выходная управляющая сила, возникающая в результате этих откликов, f c , была оценена путем вычитания оцененного аэродинамического сопротивления с использованием формул. 1 и 4 , затем повторное центрирование, как показано на рис. 3. ( D ) Средняя силовая реакция, возникающая при одновременном предъявлении обоих стимулов, почти равна линейной сумме силовых ответов, возникающих из каждого чувства в изоляция.Возможным смешивающим фактором является то, что и в A , и в B присутствует зрительный стимул, v v . Мы попытались в значительной степени отменить это, оживив проектор в противоположном направлении во время порыва, чтобы воспринимаемая визуальная скорость оставалась неизменной во время испытания ( E , см. График v v ). В этих испытаниях снова было обнаружено, что производство силы представляет собой почти идеальную линейную сумму двух ответов ( F ).Порывы с другой скоростью и полярностью дают аналогичные результаты (рис. S1).

Наши результаты показывают, что выходная реакция средней управляющей силы у мух, f c (сила, остающаяся после вычитания сопротивления при наличии обоих стимулов), согласуется с линейным суммированием индивидуальных реакций на ветер и ветер. только визуальные стимулы (рис. 4 D ; t тест с неравными дисперсиями, усредненное по времени P = 0,41). Чтобы оценить дисперсию суммы сил для этого теста, мы добавили дисперсии отдельных выборок.В нескольких кадрах две модели значительно различались ( P <0,05), но это различие имело место только во время отдельных коротких последовательностей из трех или менее измерений и, вероятно, было результатом паразитного шума измерения.

Возможный сбивающий с толку фактор в предыдущем эксперименте состоит в том, что во всех условиях муха подвергалась визуальному стимулу, потому что порыв ветра вызвал возмущение скорости земли, которое, в свою очередь, вызвало визуальный стимул. Чтобы устранить этот эффект, мы провели еще одну серию экспериментов, в которых минимизировали этот визуальный компонент, анимировав визуальный стимул в противоположном направлении во время порыва.Мы оценили это возмущение наземной скорости, предварительно записав среднюю скорость наземной скорости другой популяции мух на один и тот же порыв ветра в предыдущей серии испытаний (рис. 4 E ) (см. Визуальный стимул в методе ). В этих экспериментах мы снова обнаружили, что силовые реакции в испытаниях, в которых оба стимула присутствовали одновременно, были почти идеальной линейной суммой изолированного ветра и визуальных ответов (рис. 4 F ). Мы дополнительно проверили это при различных порывах с разной скоростью и полярностью и получили аналогичные результаты (рис.S1) (усредненное по времени P > 0,35 для всех тестируемых условий, с только случайными изолированными последовательностями из трех или менее кадров с P <0,05, как указано выше). Таким образом, наши результаты показывают, что контроль наземной скорости опосредуется простой линейной суммой зрительно-моторных и антенно-моторных реакций мухи, а не более сложным взаимодействием (25, 38).

Модель с антенной обратной связью.

Поскольку есть доказательства как фазических, так и тонических ответов для нейронов JO антенн (18, 22), мы протестировали как производные, так и пропорциональные модели обратной связи антенны: и где второе представление — эквивалентная передаточная функция в частотной области, которая производит выходное управляющее усилие в ответ на входную воздушную скорость.Мы не рассматривали интегральную модель обратной связи по воздушной скорости, потому что интегральный термин несовместим с задокументированной способностью мух поддерживать наземную скорость при устойчивом встречном ветре. Мы избежали смешивающего эффекта зрительного отклика (рис. 5 A ), ограничив период подгонки до t f = 70 мс [уравнение. 13 с C v ( s ) = 0 использовалось для прогнозирования наземных скоростей]. Отклик на рис. 5 D заметно задерживается по отношению к входной воздушной скорости, задержка отсутствует в откликах на пассивное сопротивление на рис.3. Это подтверждает точку зрения, что это результат сенсомоторного процесса. Нелинейная регрессия наземной скорости мух на ветровые стимулы (рис. 5 B , период подгонки заштрихован) показала, что производная модель лучше всего соответствует усилению μN⋅s 2 m −1 и времени задержка мс (средний ± 95% доверительный интервал бутстрапа; рис. S2 B ). Сопоставимые значения для пропорциональной модели были мкН⋅см⋅м -1 и мс (рис. 5 C и D ).Для сравнения моделей использовался информационный критерий Акаике. Этот критерий подходит для выбора между двумя моделями равной сложности в нелинейном контексте и требует, чтобы распределение ошибок было нормальным (37) (ошибки слабо проходят тест д’Агостино на нормальность). Наши результаты показывают, что с вероятностью 92% верна пропорциональная модель, а не производная. Таким образом, быстрая реакция мотора антенны лучше моделируется как пропорциональный регулятор с короткой задержкой и имеет силу, примерно равную силе аэродинамического сопротивления крыльям и корпусу.

Рис. 5.

Опосредованная антенной характеристика воздушной скорости напоминает пропорциональный контроллер с небольшой задержкой. ( A ) Как и на рис. 3, мы устранили эффект визуального отклика, подгоняя модель к данным только в течение короткого периода в миллисекундах (заштрихованная область в B ). ( B ) Мы стимулировали муху несколькими условиями порыва ветра, показанными как скорость ветра в лабораторной системе, v w , с разными скоростями наступления и направления (мы опускаем более медленные условия стимула из поля зрения, как на Инжир.3). ( C ) Мы предложили две модели контроллера с задержкой по времени: производную и пропорциональную (уравнения 16 и 17 ). ( D ) Как и на рис. 3, мы показываем входную воздушную скорость муховой рамы, v a (среднее ± стандартное отклонение), и расчетную выходную управляющую силу, f c ( средняя, ​​зубчатая зеленая линия), рассчитанный, как на рис. 4, для визуального сравнения. Предсказание силы подобранных моделей было вычислено путем моделирования отклика передаточной функции в уравнении. 13 , разделенные на и отображаются черным цветом (плавная линия, доверительный интервал ± 95% серым цветом). Остаточная ошибка выше для производной модели, и визуальный осмотр показывает, что низкая производительность вызвана тем, что она вызывает двунаправленную реакцию на сильные порывы ветра, в отличие от измеренного поведения мух.

Модель визуальной обратной связи.

Для полной характеристики медленной динамики визуального отклика потребовалась бы чрезмерно длинная траектория полета, что было невозможно с учетом длины нашего туннеля.Чтобы обойти это ограничение, мы измерили динамику в краткосрочном масштабе с помощью нашего прибора и дополнительно потребовали, чтобы динамика в долгосрочном масштабе согласовывалась с предыдущими измерениями реакции ветра в установившемся режиме Чарльзом Дэвидом (13). Предыдущая модель контроллера полета на основе технического зрения, разработанная Рорзейтцем и Фраем (16), считала визуальную скорость входными данными и выдавала наземную скорость в качестве выходных данных. Их наиболее подходящая модель состояла из двухполюсного фильтра нижних частот с временной задержкой и насыщением воздушной скорости. С точки зрения физических сил, а не скоростей, контроллер с аналогичным поведением в неподвижном воздухе является пропорциональным контроллером формы. Однако эта модель будет показывать значительную ошибку при включении в контур обратной связи при наличии ветра.Соответственно, мы также предлагаем встроенный контроллер, который со временем устраняет ошибку. Интегральный контроллер такой формы почти так же сильно коррелировал с поведением мухи, как и двухполюсная модель из работы. 16. Мы исключили производную модель из рассмотрения, потому что она потребовала бы большой задержки и не могла компенсировать установившийся ветер. Чтобы соответствовать свободным параметрам в этих моделях, мы использовали данные экспериментов с мухами, подвергшимися абляции, и предположили, что эти животные не могли ощущать воздушную скорость и, следовательно, не имели обратной связи от антенны [уравнение. 14 с C ( s ) = 0 использовалось для прогнозирования наземной скорости] (Рис. 6 A ). Мы подобрали данные для периода t f = 0,4 с, потому что после этого времени наземная скорость мух показывает значительный отрицательный дрейф, возможно, из-за негативного эффекта вырисовывающегося затемненного конца аэродинамической трубы (4). . Нелинейная регрессия скоростных реакций мух на визуальные порывы (рис.6 B ) показывает, что пропорциональная модель имеет коэффициент усиления μN⋅s⋅m −1 и временную задержку мс (средний ± 95% доверительный интервал бутстрап; рис.S2 C ), тогда как интегральная модель имеет мкН · м -1 и временную задержку мс (рис.6 C и D ).

Рис. 6.

Визуальный отклик напоминает встроенный контроллер с большой временной задержкой. ( A ) Чтобы изолировать визуальный отклик, мы удалили эффект обратной связи антенны, удалив выступы антенн. ( B ) Как и на рис. 5, мы стимулировали мух с помощью ряда стимулов, показанных на скорости проектора в лабораторном кадре, v p (период подгонки показан серым цветом) и скорость визуального наблюдения на кадре мухи. вход, v v (среднее ± стандартное отклонение), учитывая ( C ) две предложенные модели: пропорциональную и интегральную (уравнения. 18 и 19 ). Скорость проектора отлична от нуля в начале испытания из-за того, как протокол эксперимента оживляет проектор, чтобы доставить мух в плоскость триггера (см. Протокол испытаний в Методах ). ( D ) Как и на рис. 3, мы показываем входную визуальную скорость кадра мухи, v v (среднее ± стандартное отклонение), и расчетную выходную управляющую силу, f c (средняя зубчатая зеленая линия), рассчитанный как на рис.4, чтобы показать динамику реакций мухи. Прогноз силы подобранных моделей был вычислен путем моделирования выхода передаточной функции в формуле. 14 с, разделенные на и нанесены черным цветом (плавная линия, доверительный интервал ± 95% серым цветом).

Чтобы рассмотреть возможность того, что абляция аристы может повлиять на зрительную обратную связь, мы выполнили дополнительный тест ряда визуальных порывов на мухах с неповрежденными антеннами (см. Рис. S3 B для условий и ответов на стимулы).В эту процедуру подбора модели мы включили эффект пропорционального отклика антенны. Оценки усиления и задержки как пропорциональной (мкН⋅см −1 , мс), так и интегральной (мкНм −1 , мс) модели находились на уровне середины 95% -ного доверительного интервала или около него. мух, подвергнутых абляции arista, что указывает на то, что абляция arista мало влияет на зрительные реакции.

Информационный критерий Акаике вызвал очень слабое предпочтение (57%) интегральной модели над пропорциональной.Чтобы использовать установившееся поведение для различения моделей, мы рассмотрели силу тяги, необходимую для преодоления аэродинамического сопротивления. Подход с прямой связью, который применяет фиксированную силу на основе априорной оценки сопротивления, эффективен только при определенной скорости ветра. Более вероятная возможность состоит в том, что муха имеет желаемое заданное значение базовой скорости, v d , которое добавляется к оценке визуальной скорости. Этот сигнал ошибки,, подается в визуальный контроллер, а не в визуальную скорость v v .Наша пропорциональная модель, работающая на этом члене ошибки, будет показывать большую ошибку при наличии ветра из-за ее низкого усиления. Решение для устойчивого состояния показывает, что скорость полета мухи даже станет отрицательной (что указывает на то, что муха летит по ветру), когда. Для сравнения с наблюдаемым поведением мы предположили, что мухи находятся в устойчивом состоянии в начале испытаний в неподвижном воздухе, и оценили, что уставка v d равна среднему значению v v в начале испытаний в неподвижном воздухе или примерно 0.10 мс −1 . В движущемся воздухе, встречный ветер a -ms −1 в начале испытаний ветровой заслонки (рис.6 B , последний столбец), пропорциональная модель для мух, подвергшихся абляции аристократом, предсказывает очень низкую скорость относительно земли v g всего 0,08 мс −1 . Напротив, средняя наземная скорость мух составляла 0,25 мс -1 , что почти идентично таковой в испытаниях поршня при нулевом ветре (тест Манна-Уитни U ; аналогичный результат справедлив для интактных мух) и значительно отличался от 0.08 мс −1 (одновыборочный тест t ,). Интегральная модель, с другой стороны, интегрирует ошибку с течением времени, чтобы довести ее до нуля, так что в установившемся режиме при постоянном ветре, независимо от его силы. Это соответствует наблюдаемому поведению мух. Эта характеристика полета впервые наблюдалась у Drosophila hydei для различных скоростей ветра до 1 мс -1 (13) и проверена для Drosophila melanogaster на нашем аппарате в том же диапазоне.Соответственно, экспериментальные данные подтверждают целостную модель контроллера визуальной обратной связи мухи.

Замечания по модели.

Блок-схема, изображающая совокупные результаты подбора модели, показана на рис. 7 A . Его ключевыми особенностями являются более медленный внешний контур, управляемый зрением, который поддерживает наземную скорость, и более быстрый параллельный контур, управляемый воздушной скоростью, который стабилизирует этот контроллер. Мы отмечаем, что наши результаты также совместимы с двумя ответами, действующими последовательно, а не параллельно; то есть визуальная обратная связь может влиять на заданную воздушную скорость.Эта вложенная конструкция будет аналогична тому, как зрительная система модулирует чувствительность жужжальца (39) и движение антенны (21) для модуляции вращательного движения крыльев. Поскольку прогнозы для наших данных идентичны, что может быть показано манипуляциями с блок-схемой, мы показываем представление наблюдаемого поведения ввода-вывода и оставляем этот вопрос для дальнейшей работы.

Рис. 7.

Самая скупая модель динамики прямого полета мух предполагает, что демпфирующий эффект более быстрого отклика антенны стабилизирует визуальный контроллер наземной скорости мухи.( A ) Блок-схема иллюстрирует компоненты идентифицированной модели. Визуальный отклик с большой временной задержкой регулирует наземную скорость в соответствии с желаемой «заданной» скоростью v d . Второй параллельный контур, опосредованный обратной связью по воздушной скорости от антенн, стабилизирует зрительный регулятор посредством демпфирующего действия с небольшой временной задержкой. Пассивное аэродинамическое сопротивление действует в том же направлении с аналогичной величиной. ( B ) Мы сравниваем предсказания скорости земли модели (пунктирная линия, смоделированная по формуле. 15 ; для модели мух, подвергшихся абляции) до средних наземных скоростей мух (сплошных) в натуралистическом сценарии порывов ветра без изменения зрительного стимула, вызванного лабораторией. Данные и модель демонстрируют разумное согласие для всех протестированных порывов ветра как для интактных (черные), так и для мух, подвергшихся абляции (красные) (рис. S3 A C показывает все собранные данные, включая реакцию на визуальные порывы). ( C ) При стимуляции ступенчатым вводом скорости зрения модель мух, подвергшихся абляции (красный, оценка параметра ± 95% доверительный интервал), почти нестабильна, демонстрируя колебания, которые напоминают колебания мух, подвергшихся абляции ариста. Инжир.1 Д . Нестабильность модели возникает из-за большой задержки и большого усиления визуальной обратной связи. Добавление обратной связи антенны в модель устраняет колебания (черный цвет), подтверждая гипотезу о том, что его быстрое демпфирующее действие противодействует отклонениям наземной скорости от желаемой скорости. ( D ) График частотной характеристики уравнения. 13 дает величину ошибки путевой скорости ( e v in A ) из-за ветровых возмущений.Добавление интегрирующего визуального отклика снижает ошибку базовой скорости по сравнению с пассивной мушкой (уравнение 12 ) на низких частотах за счет почти нестабильного резонансного пика около 1 Гц. Добавление обратной связи антенны (черная) немного увеличивает ошибку на большинстве частот в обмен на уменьшение резонансного пика.

Сравнение прогнозов скорости движения модели со средними реакциями реальных мух показывает разумное согласие между всеми протестированными порывами и визуальными порывами (рис.7 B ; см. график всех собранных данных на рис. S3). Полезно объяснить, как наша модель согласуется с результатами на рис. 2 B . В установившемся прямом полете роль интегрирующего контроллера можно интерпретировать как нахождение необходимой тяги вперед для компенсации сопротивления воздуха. Однако любое внезапное изменение воздушной скорости в любом направлении из-за внезапного изменения скорости ветра вызовет компенсирующую реакцию со стороны антенны, которая вернет воздушную скорость к заданному значению.Таким образом, активное замедление неповрежденных мух при импульсном порыве встречного ветра (рис. 2 B ) является результатом попытки блока отклика антенны поддерживать заданное значение воздушной скорости. Этот отклик отсутствует у мух, подвергшихся абляции, у которых замедление является результатом только пассивного аэродинамического сопротивления (рис. 2 C ). Из-за различий в задержке самые ранние стадии реакции антенны возникают до того, как визуальная обратная связь повлияет на движение мух. Спустя некоторое время начинается зрительный отклик, и результирующий компенсаторный выброс может наблюдаться через ~ 200 мс для интактных мух на том же самом стекле.Обратите внимание, что этот выброс отсутствует в ответ на порывы, представленные запрограммированным стимулом, который нейтрализует зрительное движение (рис. 4 E ). При более медленном ступенчатом порыве (рис. 2 D ) более сильный, но более медленный визуальный интегратор перекрывает пропорциональный отклик антенны и аэродинамическое сопротивление, чтобы восстановить большую часть исходной путевой скорости в течение ~ 0,5 с.

Как обратная связь антенны может устранить изменчивость наземной скорости.

Наша идентифицированная модель демонстрирует поведение, согласующееся с гипотезой о том, что колебания наземной скорости, наблюдаемые у мух, подвергшихся абляции (рис.1 D ) являются результатом нестабильности обратной связи. При моделировании в замкнутом цикле со ступенчатым вводом скорости проектора, аналогичным визуальному стимулу, предшествующему всем испытаниям ( Trial Protocol ), наша модель мух, подвергшихся абляции аристоидом, демонстрирует аналогичные колебания основной скорости (рис. 7 C , красная линия). Модель для мух, подвергшихся абляции Arista, имеет запас усиления только 1,6 (95% доверительный интервал от 6,8 до нестабильного 0,8) и запас по фазе 25 ° (от 55 ° до нестабильного −16 ° ), когда петля не работает на v v (см. график Боде на рис.S3 D ). Наша ограниченная длина туннеля дала лишь приблизительную оценку параметров визуальной обратной связи, но деталей достаточно, чтобы сделать вывод о том, что задержка достаточно велика, а коэффициент усиления достаточно высок, чтобы на большей части интервала неопределенности наблюдается почти нестабильность. Наша временная задержка близко соответствует предыдущей оценке 80 мс (16). Если добавлена ​​обратная связь антенны, колебания в модели отменяются из-за демпфирующего эффекта антенно-опосредованного ответа (рис. 7 C , черная линия).Это увеличивает запасы по усилению и фазе до 3,0 (11,9–1,4) и 56 ° (77–27 ° ) соответственно. В этих расчетах запаса устойчивости мы пренебрегли неопределенностью антенны и модели сопротивления, поскольку они малы по сравнению с визуальной неопределенностью. Наши результаты согласуются с мнением о том, что антенный отклик обеспечивает демпфирование, роль, эквивалентную члену производной в контроллерах пропорционально-интегрально-производных, широко используемых в технике (26). В обоих случаях эффект заключается в уменьшении фазовой задержки на частоте кроссовера единичное усиление, повышая стабильность и устойчивость к неопределенности параметров.Обеспечивая надежность, реакция антенны может позволить летному контроллеру работать приемлемо, несмотря на различия в интенсивности визуальной сцены, расстоянии до препятствий, контрасте, температуре или мышечной усталости. В то время как модель, представленная здесь, дает скупое объяснение наблюдаемого поведения, антенны играют много ролей в полете, которые могут быть скомпрометированы нашими экспериментальными абляциями. Следовательно, наши выводы относительно точной роли антенн должны оставаться спекулятивными до тех пор, пока не будут выполнены дальнейшие эксперименты с менее разрушительными манипуляциями.

Обсуждение

Результаты, представленные здесь, дают представление о том, как мухи комбинируют информацию от своей зрительной системы и своих антенн для регулирования скорости полета вперед. Хотя зрение может обеспечить оценку путевой скорости при постоянном ветре, оно делает это с функционально значимой задержкой ∼50–100 мс. С другой стороны, механорецепторы на антеннах не могут напрямую измерять наземную скорость, но наши результаты показывают, что они могут обнаруживать изменения воздушной скорости быстрее (в пределах ~ 20 мс).Они используют эту информацию, чтобы добавить активное демпфирование, которое противодействует нестабильным колебаниям, в обмен на усиление эффекта внезапных ветровых возмущений. Хотя предыдущая работа демонстрирует, что антенны могут играть много ролей в полете (18, 23⇓ – 25), их способность обеспечивать стабильность визуального диспетчера наземной скорости не была выявлена ​​ранее. Демпфирование также может быть достигнуто за счет использования пассивных компонентов, таких как длинный живот или свисающие ноги, но это увеличит затраты энергии во время полета и затруднит резкие маневры.Используя сенсорную реакцию, муха может увеличить демпфирование только при необходимости. Эта стратегия управления может помочь в разработке небольших автономных летательных аппаратов, визуальные автопилоты которых имеют аналогичную полосу пропускания из-за шума или ограничений доступных бортовых вычислений (40, 41).

При интерпретации наших результатов важно отметить, что хотя использованные нами короткие порывы ветра были полезны для исследования архитектуры системы управления полетом, такие стимулы могут быть необычными в мире природы.Воздушный поток через растительный покров, населенный Drosophila , обычно является турбулентным, демонстрируя характерную структуру потока, в которой кратковременные переходные процессы, подобные тем, которые генерируются поршнем, статистически могут быть намного слабее, чем более длительные (42). Измерения скорости ветра на кукурузных полях (43) и лиственных лесах (42, 44) и над ними показывают, что амплитуда скорости ветра уменьшается с увеличением частоты от 0,1 до 20 Гц, что напоминает теоретическое предсказание спектра мощности (42).Следовательно, высокочастотные порывы, такие как порывы воздушного поршня, в естественных условиях являются слабыми и, вероятно, вызывают лишь небольшие возмущения в направлении ветра. Визуальный отклик, который работает как интегратор, как предполагают наши результаты, идеально подходит для компенсации более сильных низкочастотных возмущений, которые доминируют в энергии в турбулентных естественных потоках (рис. 7 D ).

Считается, что активное демпфирование играет важную роль в стабилизации динамики передвижения насекомых (45).У бегущих тараканов обратная связь антенны, используемая при следовании за стеной, дает производный член, который добавляет стабилизирующий эффект демпфирования (46). У летающих насекомых активное демпфирование увеличивает пассивное демпфирование вращения, вызванное аэродинамическим сопротивлением крыла (32, 36, 47–49). Ранее утверждалось, что затухание, вызванное компенсаторными ответами, опосредованными жужжальцами, может стабилизировать обратную связь вращения со зрением (48), которая имеет более длительную задержку (50). Ястребиные бабочки демонстрируют еще один возможный пример этого принципа, в котором быстрая обратная связь антенн линейно дополняет более медленную визуальную обратную связь, чтобы регулировать стабилизирующее движение брюшной полости во время парящего полета (24, 51).В настоящем исследовании мы показали, что мухи используют тот же принцип в контексте управления поступательным полетом, что связано с различными ограничениями. В отличие от вращательного движения, оптический поток, создаваемый поступательным движением, изменяется по величине с расстоянием до препятствий (52). Пчелы (53) и мухи (13) ускоряются в постепенно расширяющемся коридоре в соответствии с угловым регулятором оптического потока. Более узкий коридор или более близкое препятствие создают больший оптический поток для данной скорости земли, что эквивалентно большему усилению в контуре визуальной обратной связи.Поскольку абсолютное расстояние до объекта измерить нелегко (52, 54), визуальная оценка скорости поступательного движения является существенной неточностью. Наша модель предполагает, что высокое усиление, вызванное близлежащими препятствиями, может привести к нестабильности в сочетании с длительной задержкой визуальной обратной связи. Насколько нам известно, последствия этой визуальной неопределенности ранее не рассматривались в контексте динамики обратной связи. Наши результаты показывают, что эффект демпфирования, обеспечиваемый антеннами, может помочь мухе, стабилизируя полет в ограниченном пространстве.

Благодарности

Авторы благодарят Матиаса Виттлингера за помощь в создании прибора, а также Майкла Эльзинга, Роберта Энгла, К. Ретта Николса и Катарину Рейнеке за полезные комментарии относительно рукописи. Также, спасибо Патрису Энглу, на память, за смех. Эта работа была поддержана Институтом совместных биотехнологий через грант DAAD19-03-D-0004 от Исследовательского офиса армии США и стипендиатом Национального научного фонда (С.Б.Ф.).

Сноски

  • Вклад авторов: S.B.F., A.D.S., R.M.M. и M.H.D. спланированное исследование; S.B.F. и M.Y.P. проведенное исследование; S.B.F. и A.D.S. внесены новые реагенты / аналитические инструменты; S.B.F. проанализированные данные; и С.Б.Ф. и M.H.D. написал газету.

  • Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

  • Эта статья содержит вспомогательную информацию на сайте www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1323529111/-/DCSupplemental.

ШКИВ ОТКЛОНЕНИЯ (Ряд 1 2004-2018, Банк 2 2004-2013) (07D145276CP)

Отгрузка и доставка

Как международная компания по доставке товаров по почте, мы стремимся доставлять запчасти нашим клиентам как можно быстрее и экономичнее. По возможности мы постараемся предоставить возможность выбора вариантов доставки.

В нашей базе данных известен вес каждой детали, указанной на нашем сайте. В большинстве случаев это позволяет выбирать автоматические варианты доставки для каждого заказа при оформлении заказа.К сожалению, все судоходные компании налагают штрафы, если размер посылки особенно велик по сравнению с ее весом, это обычно известно как «выпадение объема». Это означает, что иногда мы не можем точно указать стоимость доставки для заказов, пока мы не упаковали посылку и не подтвердили стоимость доставки.

Имейте в виду, что импортные пошлины и налоги могут применяться в странах за пределами Европейского Союза. Все пошлины и налоги устанавливаются таможенным органом страны назначения, и поэтому мы не можем их контролировать.Обратите внимание, что ответственность за уплату всех пошлин и налогов несет покупатель.

Наши два наиболее часто используемых метода доставки — это почтовая служба и UPS.

Однако у нас есть счета у большинства крупных международных курьеров, поэтому сообщите нам, есть ли у вас предпочтительный курьер или вы хотите, чтобы мы отправляли его с использованием счета, который у вас есть у определенного курьера.

Дополнительная информация (включая возможность отслеживания посылки) доступна здесь:

Если вы хотите обсудить посылку с членом нашей группы логистики, напишите нам по электронной почте: despatch @ flyingspares.co.uk

Ниже приведены стандартные условия доставки почтой и UPS:

Руководство по транспортировке для Великобритании

Сервис Пункт назначения Приблизительное время доставки Тип упаковки Отслеживаемый Детали
Royal Mail — 1 st Class Post Великобритания 1-2 рабочих дня, кроме воскресенья До 2 кг
Royal Mail — отслеживается 48 Великобритания 1-2 рабочих дня, кроме воскресенья До 20 кг Есть
Royal Mail — Special Delivery Великобритания До 13:00 следующего рабочего дня, кроме воскресенья До 20 кг Есть Гарантированная доставка в субботу по запросу
Курьер Великобритании — UPS Великобритания 1 рабочий день, кроме субботы и воскресенья (возможна гарантированная доставка до утра и субботы) До 70 кг Есть Более длительные сроки доставки в отдаленные районы Великобритании, например, Хайлендс и острова, остров Мэн, Нормандские острова

Путеводитель по судоходству в остальной мир

Имейте в виду, что импортные пошлины и налоги могут применяться при получении заказов, отправленных за пределы Европейского Союза.

Такие пошлины и налоги находятся вне нашего контроля, поскольку они устанавливаются таможенным органом страны назначения и зависят от ряда факторов, таких как страна происхождения приобретенного продукта, местные ставки НДС и местные налоги на импорт, и они будут Вы несете ответственность за их выплату, если и когда об этом попросят местные власти.

Сервис Пункт назначения Приблизительное время доставки Тип упаковки Отслеживаемый Детали
Почта — международный стандарт по всему миру 5-15 дней До 2 кг Посетите веб-сайт Royal Mail для получения дополнительной информации
Почта — международная отслеживаемая и подписанная по всему миру 5-15 дней До 2 кг Есть Посетите веб-сайт Royal Mail для получения дополнительной информации
Почта — международная подписка по всему миру 5-15 дней До 2 кг Есть Посетите веб-сайт Royal Mail для получения дополнительной информации
Европейская автомобильная доставка — стандарт UPS Европа 2-4 дня До 70 кг Есть Посетите веб-сайт ИБП для получения дополнительной информации
Авиадоставка в Европу и другие страны — UPS Express Saver Европа и остальной мир 1-5 дней До 70 кг Есть Посетите веб-сайт UPS для получения дополнительной информации

НДС и таможенные пошлины

Все детали на нашем веб-сайте указаны без учета цен и НДС Великобритании (в настоящее время 20%).

Все покупатели из Великобритании автоматически добавят НДС к своим заказам.

Все клиенты из-за пределов ЕС не будут иметь добавленный НДС к своим заказам.

Все покупатели в Европе, у которых нет номера плательщика НДС ЕС, будут иметь добавленный НДС к их заказу.

Всем европейским клиентам с действующим номером плательщика НДС в ЕС необходимо зарегистрироваться у нас и указать свой номер плательщика НДС. Веб-сайт автоматически подтвердит ваш номер, и НДС не будет добавлен ни к каким заказам, которые вы размещаете у нас.

Flying Spares Ltd не может консультировать или нести ответственность за какие-либо таможенные или импортные пошлины или налоги, которые впоследствии будут взиматься с вашего заказа, когда он прибудет в вашу страну. Пожалуйста, подтвердите, какие дополнительные расходы могут возникнуть в связи с вашим заказом, прежде чем подтверждать заказ у нас.

Полное всестороннее руководство — PilotMall.com

Честное предупреждение — если вы думаете, что полностью уверены в своем понимании скорости маневрирования, статья, которую вы собираетесь прочитать, может потрясти ваш мир.Когда вы исследуете эту тему, быстро становится очевидным, что многие пилоты думают, что они твердо разбираются в концепции, но когда их просят объяснить ее, уверенность падает в деталях. Даже понимание, основанное на документации FAA, может быть запутанным и запутанным.

Для начала давайте поделимся ответами, которые большинство из нас может дать, когда их попросят определить скорость маневрирования:

  • Скорость маневрирования — это максимальная скорость, при которой вы можете совершать полные или резкие движения одним рычагом управления, не вызывая разрушения конструкции летательного аппарата.
  • Скорость маневрирования — это максимальная скорость, при которой ваш самолет остановится, прежде чем превысит свой предельный коэффициент нагрузки, если угол атаки внезапно и резко возрастет.
  • Скорость маневрирования — это скорость, с которой крыло самолета, работающее под критическим углом атаки, создает коэффициент нагрузки, равный сертифицированному предельному коэффициенту нагрузки самолета. Другими словами, как срыв, так и предельный коэффициент нагрузки достигаются при той же AOA, которая возникает при скорости маневрирования.

Это отправная точка, но она не дает полной картины, и, как выясняется, некоторые из этих ответов, которым нас учили, могут даже опасно вводить в заблуждение.Пристегнитесь, потому что мы собираемся спуститься в кроличью нору и расширить наши представления о скорости маневрирования.

Что такое скорость маневрирования и как она рассчитывается?

Для начала, знаете ли вы, что существует более одного типа скорости маневрирования? Два типа скорости маневрирования, которые должны знать пилоты CFR Part 23, — это расчетная скорость маневрирования (Va) и максимальная рабочая скорость маневрирования (Vo). Для пилотов CFR Part 25 Va — несколько двусмысленно — используется для обозначения как проектной, так и эксплуатационной скорости маневрирования.В этом случае пилот определит значение термина «скорость маневрирования» в зависимости от контекста его использования.

Расчетная скорость маневрирования (Va)

В AC 23-19A FAA заявляет, что расчетная скорость маневрирования является «значением, выбранным заявителем» и что «нагрузки, возникающие в результате полного отклонения поверхности управления в Va, используются для расчета оперения и элеронов». По сути, цель Va — гарантировать, что проектировщики создают управляющие поверхности, которые могут выдерживать нагрузки, создаваемые во время полного отклонения на выбранной скорости.Выбранная скорость — Va.

.

Va не должно быть меньше скорости остановки (Vs), умноженной на квадратный корень из максимального положительного коэффициента нагрузки (n). Математически это выглядит так:

.

ВА ≥

Максимальная рабочая скорость маневрирования (Vo)

Vo (максимальная рабочая скорость маневрирования) — это предельный коэффициент нагрузки, который также определяется конструктором самолета. В AC 23-19A говорится, что Vo — это «скорость, при которой самолет свалится в маневре с подъемом носа вверх, прежде чем превысит конструктивные ограничения самолета.”

Максимальное значение Vo — это скорость сваливания (Vs), умноженная на квадратный корень из максимального положительного коэффициента нагрузки (n). Математически это выглядит так:

.

Максимальная рабочая скорость маневрирования вашего самолета будет зависеть от веса. На табличках POH и кабины вашего самолета должна быть указана ваша скорость маневрирования с учетом максимального веса. В некоторых случаях на дополнительных табличках будет указана скорость маневрирования с учетом меньшего веса.

Чтобы рассчитать собственное Vo на основе вашего текущего (ниже максимального) веса, используйте следующее уравнение:

Самый простой способ оценить вашу скорректированную скорость маневрирования — это уменьшить ваш Vo на 1% на каждые 2% снижения веса.

Почему вес самолета влияет на максимальную рабочую скорость маневрирования (Vo)

Интуитивно понятно, что вес и скорость маневрирования связаны друг с другом, однако характер этой взаимосвязи заслуживает небольшого пояснения. Большинство пилотов-новичков первоначально предполагали, что с уменьшением вашего веса ваша максимальная рабочая скорость маневрирования будет увеличиваться, но на самом деле верно обратное. Меньший вес соответствует меньшей скорости маневрирования, и вот почему:

Второй закон движения Ньютона

Благодаря второму закону движения Ньютона мы знаем, что когда на объект массы (в данном случае на самолет) воздействует сила (в данном случае — вход полного управления), объект будет ускоряться в том же направлении, что и объект. сила.Эта связь выражается в математическом уравнении:

F = ma

или

Сила = масса x ускорение

Поскольку мы знаем наши значения силы и массы, нам интересно увидеть, как это влияет на ускорение нашего самолета вокруг оси вращения. Поэтому перепишем уравнение как:

a = Ф / м .

Как видно из этого уравнения, когда мы применяем ту же управляющую силу, но уменьшаем массу самолета, результирующее ускорение, испытываемое самолетом, будет увеличиваться.Более высокое ускорение означает повышенное напряжение или нагрузку на планер, и в конечном итоге эта нагрузка превысит проектные ограничения и приведет к разрушению конструкции, если мы не изменим другую переменную. Предполагая, что мы не добавляли дополнительный вес, и предполагая, что мы все еще хотим иметь возможность поддерживать силу движения с полным контролем, переменная, которую мы должны изменить, — это наша скорость маневрирования. Итак, готово — меньший вес самолета требует меньшей максимальной рабочей скорости маневрирования.

Угол атаки и предельный коэффициент нагрузки

Еще один способ понять взаимосвязь между массой самолета и скоростью маневрирования — это поговорить об угле атаки и предельном коэффициенте нагрузки.Чем легче самолет, тем меньше подъемная сила потребуется для достижения прямого и горизонтального полета, как показано уравнением:

Пониженная подъемная сила означает возможность летать с меньшим углом атаки. Если скорость самолета останется прежней, но его масса уменьшится, необходимый угол атаки уменьшится.

Проблема в том, что при меньшем угле атаки порыв ветра или полное отклонение руля высоты может увеличить перегрузку сверх предельного коэффициента нагрузки самолета (+3.8G для самолетов с нормальным рейтингом), оставаясь при этом ниже критического AoA, необходимого для сваливания крыльев.

Например, если самолет испытывает 1G при 3 ° AoA, внезапное увеличение подъемной силы с соответствующим AoA 18 ° приведет к 6G силы, потому что начальная 3 ° AoA увеличилась в 6 раз. При достижении критического угла атаки и сваливания самолет превысит предельную нагрузку и может получить структурное повреждение или отказ.

Возьмите тот же самолет, с такой же массой меньше максимальной, и теперь компенсируйте это, уменьшив скорость, так что начальная AoA увеличится до 4.5 °. При этом увеличенном AoA к тому времени, когда крылья достигнут своего критического AoA, равного 18 °, самолет все еще будет немного ниже своего предельного коэффициента нагрузки. Он остановится до того, как произойдет структурное повреждение или отказ.

Таким образом, чтобы компенсировать меньший вес, мы должны уменьшить нашу скорость, чтобы наш угол атаки оставался достаточно высоким, чтобы увеличение G-силы не заставляло нас превышать наш предельный коэффициент нагрузки перед срывом.

Эта концепция может немного сбивать с толку, поэтому вам будет полезно посмотреть наглядную демонстрацию, например, «Как определяется скорость маневрирования?» Рода Мачадо? и почему скорость маневрирования меняется с увеличением веса.

Взаимосвязь между расчетной скоростью маневрирования (Va) и максимальной рабочей скоростью маневрирования (Vo)

Еще раз взгляните на приведенные выше уравнения для Va и Vo. Обратите внимание, что единственный способ сравнять скорости маневрирования — это выбрать конструктором значение для обоих.

Если Vo равно Va, то летательный аппарат действительно может сваливаться до отказа конструкции во время единственного управляющего воздействия, выполненного на уровне Va или ниже. Проблема в том, что изготовителю не нужно устанавливать Va = Vo.Va не может быть медленнее Vo, но может быть таким же быстрым, как Vc (проектная крейсерская скорость).

Обычно Va равно Vo, однако, если Va для вашего самолета выше Vo, стандартное понимание Va как скорости, с которой ваш самолет будет сваливаться до того, как произойдет разрушение конструкции, выходит за пределы окна. Вы сможете превысить предельный коэффициент загрузки вашего самолета (Vo), продолжая лететь ниже Va.

В консультативном циркуляре 23-19A, руководстве по плану для сертификации самолетов согласно Части 23, FAA подтверждает:

«VA не следует интерпретировать как скорость, которая позволяет пилоту неограниченное управление полетом без превышения конструктивных ограничений самолета, а также как скорость проникновения порывов ветра.Только если VA = Vs √n, самолет будет сваливаться при маневре по тангажу с подъемом носа при предельном коэффициенте нагрузки или близком к нему. Для самолетов, где VA> VS√n, пилот должен будет проверить маневр; в противном случае самолет превысит предельный коэффициент нагрузки ».

Далее поясняется,

«Поправка 23-45 добавила рабочую скорость маневрирования, VO, в § 23.1507. VO устанавливается не выше VS√n, и это скорость, при которой самолет будет сваливаться при маневре по тангажу с подъемом носом прежде, чем превысит конструктивные ограничения самолета.”

Для нас это означает, что для самолета Части 23 наше понимание Va на самом деле является более точным описанием Vo.

Это подводит нас к еще одному очень важному разговору о том, что такое максимальная рабочая скорость маневрирования, а что нет.

Наиболее распространенное [опасное] заблуждение о скорости маневрирования.

Вплоть до 2001 года среди пилотов существовало общее мнение, что полет со скоростью ниже максимальной рабочей скорости маневрирования обеспечивает почти 100% защиту от опасностей, связанных с повреждением конструкции и / или поверхности управления.Считалось, что если вы летите на уровне Vo или ниже, ваш самолет остановится до того, как испытает структурное повреждение / отказ, независимо от того, какие управляющие движения вы выполняете. Как оказалось, это было опасное упрощение физики скорости маневрирования, что фатально продемонстрировали пилоты рейса 587 авиакомпании American Airlines.

После катастрофы с рейсом 587 American Airlines FAA выпустило специальный информационный бюллетень по летной годности CE-11-17. Аудитория состоит в основном из пилотов части 25, поэтому она ссылается на Va, а не на Vo, поскольку, как вы помните, в части 25 Va используется для описания как проектных, так и эксплуатационных скоростей маневрирования.Тем не менее, в бюллетене уточняется, что его сообщение применимо и к пилотам Части 23.

Вывод CE-11-17 заключается в том, что ваша максимальная рабочая скорость маневрирования (Va для Части 25 и Vo для Части 23) составляет:

«скорость, ниже которой вы можете перемещать единичный элемент управления полетом один раз до его полного отклонения только для одной оси вращения самолета (тангаж, крен или рыскание) в ровном воздухе без риска повреждения самолета».

Далее в бюллетене указывается, что производители не обязаны строить летательные аппараты, которые могут иметь несколько одновременных входов полного управления или последовательных входов полного управления.Это была фатальная ошибка первого офицера AA 587, который производил повторяющиеся последовательные нажатия на педали руля направления, что привело к «отделению вертикального стабилизатора в полете».

Итог

Начните копаться в концепции скорости маневрирования, и вы обнаружите, что Интернет наводнен противоречивыми интерпретациями и представлениями о том, что такое v-speed и что это значит для вас. Проведите собственное чтение и исследуйте, чтобы лучше понять скорость маневрирования.

Подводя итоги, можно отметить следующие ключевые моменты:

  • FAA определило две скорости маневрирования — Va и Vo — для пилотов части 23.
  • Va обозначает расчетную скорость маневрирования, а Vo — максимальную рабочую скорость маневрирования.
  • Часть 25 пилоты используют Va для описания как расчетной скорости маневрирования, так и максимальной эксплуатационной скорости маневрирования.
  • Расчетная скорость маневрирования (Va) — величина, устанавливаемая авиаконструктором. Нагрузки, возникающие в результате полного прогиба руля в точке Va, используются для расчета оперения и элеронов.
  • Максимальная эксплуатационная скорость маневрирования (Vo) — это скорость, при которой самолет свалится в маневре с поднятым носом, прежде чем превысит конструктивные ограничения самолета.
  • Vo уменьшается по мере уменьшения веса вашего самолета.
  • Va часто, но не всегда равно Vo. Если Va выше Vo, вы можете превысить предельный коэффициент нагрузки самолета перед срывом.
  • Находиться на уровне Vo или ниже означает, что вы можете переместить единичный элемент управления полетом один раз до его полного отклонения только для одной оси вращения самолета (тангаж, крен или рыскание) в спокойном воздухе без риска повреждения самолета. . Несколько последовательных или одновременных полных отклонений могут привести к разрушению конструкции, даже если вы летите ниже Vo.

← Предыдущий пост Следующее сообщение →

Эффект Кориолиса | Национальное географическое общество


Эффект Кориолиса описывает характер отклонения объектов, не прочно связанных с землей, когда они перемещаются на большие расстояния вокруг Земли.Эффект Кориолиса ответственен за многие крупномасштабные погодные условия.

Ключ к эффекту Кориолиса лежит во вращении Земли. В частности, Земля вращается на экваторе быстрее, чем на полюсах. Земля шире на экваторе, поэтому для того, чтобы совершить оборот за один 24-часовой период, экваториальные регионы разгоняются почти на 1600 километров (1000 миль) в час. Вблизи полюсов Земля вращается со скоростью 0,00008 километра (0,00005 мили) в час.

Представим, что вы стоите на экваторе и хотите бросить мяч своему другу в центре Северной Америки.Если вы бросите мяч по прямой линии, он окажется, что он приземлится справа от вашего друга, потому что он движется медленнее и не догнал его.

А теперь представим, что вы стоите на Северном полюсе. Когда вы бросаете мяч своему другу, он снова будет приземляться справа от него. Но на этот раз это потому, что он движется быстрее вас и опережает мяч.

Везде, где вы играете в «ловлю» глобального масштаба в Северном полушарии, мяч будет отклоняться вправо.

Это кажущееся отклонение — эффект Кориолиса. Жидкости, перемещающиеся по большим площадям, например воздушные потоки, подобны траектории мяча. В Северном полушарии они кажутся изгибающимися вправо. Эффект Кориолиса ведет себя противоположным образом в Южном полушарии, где токи, кажется, изгибаются влево.

Воздействие эффекта Кориолиса зависит от скорости — скорости Земли и скорости объекта или жидкости, отклоняемых эффектом Кориолиса.Воздействие эффекта Кориолиса наиболее существенно при высоких скоростях или больших расстояниях.

Погода

Развитие погодных условий, таких как циклоны и пассаты, являются примерами воздействия эффекта Кориолиса.

Циклоны — это системы низкого давления, которые засасывают воздух в свой центр или «глаз». В Северном полушарии жидкости из систем высокого давления проходят справа от них. Поскольку воздушные массы втягиваются в циклоны со всех сторон, они отклоняются, и штормовая система — ураган — кажется, вращается против часовой стрелки.

В Южном полушарии течения отклоняются влево. В результате штормовые системы, кажется, вращаются по часовой стрелке.

За пределами штормовых систем влияние эффекта Кориолиса помогает определять регулярные ветры по всему земному шару.

Например, когда теплый воздух поднимается около экватора, он течет к полюсам. В Северном полушарии эти потоки теплого воздуха отклоняются вправо (на восток) по мере продвижения на север. Течения спускаются обратно к земле примерно на 30 ° северной широты.По мере того, как течение спускается, оно постепенно перемещается с северо-востока на юго-запад, обратно к экватору. Последовательная циркуляция этих воздушных масс известна как пассаты.

Влияние на деятельность человека

Погода, влияющая на быстро движущиеся объекты, такие как самолеты и ракеты, находится под влиянием эффекта Кориолиса. Направления преобладающих ветров в значительной степени определяются эффектом Кориолиса, и пилоты должны учитывать это при построении траекторий полета на большие расстояния.

Военным снайперам иногда приходится учитывать эффект Кориолиса. Хотя траектория полета пуль слишком коротка, чтобы на нее сильно повлияло вращение Земли, снайперский прицел настолько точен, что отклонение в несколько сантиметров может привести к ранению невинных людей или повреждению гражданской инфраструктуры.

Эффект Кориолиса на других планетах

Земля вращается довольно медленно по сравнению с другими известными планетами. Медленное вращение Земли означает, что эффект Кориолиса недостаточно силен, чтобы его можно было увидеть на малых скоростях на небольших расстояниях, например, при сливе воды в ванне.

Юпитер, с другой стороны, имеет самое быстрое вращение в Солнечной системе. На Юпитере эффект Кориолиса фактически преобразует ветры с севера на юг в ветры с востока на запад, скорость некоторых из которых превышает 610 километров (380 миль) в час.

Разделение ветров, которые дуют в основном на восток, и ветров, которые дуют в основном на запад, создает четкие горизонтальные разделения, называемые поясами, среди облаков планеты. Границы между этими быстро движущимися поясами представляют собой невероятно активные штормовые области.180-летнее Большое красное пятно, пожалуй, самая известная из этих бурь.

Эффект Кориолиса ближе к дому

Несмотря на популярную городскую легенду, невозможно наблюдать эффект Кориолиса, наблюдая за смывом унитаза или сливом бассейна.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *