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Science

  • L'aérodynamisme

    Dans l'univers survolté de la Formule 1, où la précision et la vitesse sont vitales, chaque détail peut faire la différence entre la victoire et la défaite. Entre ces détails élaborés, la science de l'aérodynamique tient lieu d'apogée du développement et de l'augmentation des performances. L'aérodynamique, qui étudie les relations entre le flux d'air et les objets en mouvement, joue un rôle sans équivoque dans le paysage actuel de la Formule 1, en influençant non seulement l'apparence des voitures, mais aussi leurs performances sur la piste. Cet essai se penche sur la valeur de l'aérodynamique en Formule 1, en soulignant la façon dont elle affecte à la fois la conception des voitures et leur efficacité sur la piste, pour finalement souligner son rôle crucial dans la détermination des bons résultats dans ce sport automobile de haut niveau.

    Au fond, la Formule 1 est une quête permanente de vitesse et de performance. Dans cette quête, l'aérodynamique joue un rôle fondamental. Les véhicules qui ornent les circuits de Formule 1 sont des merveilles de technologie, caractérisés par leurs lignes épurées et leur profil bas, qui visent tous à réduire la traction aérodynamique et à tirer parti de la force d'appui. La traînée aérodynamique, c'est-à-dire la résistance exercée par l'atmosphère sur un objet en mouvement, est en fait un obstacle majeur aux performances de haut niveau. En concevant les voitures de manière à ce qu'elles soient aussi efficaces que possible sur le plan aérodynamique, les ingénieurs s'efforcent de minimiser la traînée, ce qui permet aux voitures de se faufiler dans le flux d'air avec peu de résistance. Cela peut conduire à une augmentation de la vitesse de pointe et à une amélioration de l'efficacité globale, des facteurs cruciaux dans la quête de la suprématie sur le circuit.

    En outre, la notion de force portante, qui découle du principe de Bernoulli, joue un rôle essentiel dans la maniabilité et les capacités de virage des voitures de la méthode 1. La force d'appui est la poussée vers le bas générée par l'interaction entre la conception de la voiture et le flux d'air. Lorsque le véhicule se déplace à grande vitesse, la forme de sa carrosserie, ainsi que les ailes et les caractéristiques aérodynamiques stratégiquement positionnées, génèrent une pression vers le bas, poussant efficacement l'automobile sur le moniteur. Cette traction accrue permet à la voiture de maintenir des vitesses plus élevées sur les bords, ce qui améliore la stabilité et la maniabilité. Essentiellement, la force portante maintient la voiture fermement ancrée sur l'écran, ce qui permet aux propriétaires de voitures d'obtenir une efficacité maximale et de repousser les limites de leurs appareils.

    Les aspects technologiques de l'aérodynamique en Formule 1 sont aussi complexes qu'intéressants. Les voitures sont conçues avec une attention méticuleuse aux détails, car même le plus petit élément de conception peut avoir un impact profond sur les performances globales. L'aileron avant, par exemple, est un élément essentiel qui influe directement sur l'équilibre et la maniabilité de la voiture. Les ingénieurs ajustent méticuleusement l'angle, la forme et les dimensions des éléments de l'aile avant afin de garantir une manipulation optimale du flux d'air et d'atteindre un équilibre délicat entre la force d'appui et la traînée. De même, le diffuseur, situé à l'arrière du véhicule, joue un rôle important dans la production de la force d'appui en accélérant et en diffusant l'air qui passe sous la voiture. L'environnement s'en trouve accéléré, stage de pilotage F1 ce qui crée un lieu où la pression est plus faible et qui "aspire" effectivement le véhicule sur la piste. La danse complexe de ces pièces, combinée au design et au style de la voiture, crée une synergie qui identifie l'enveloppe de performance de la voiture.

    La recherche incessante de la perfection des lignes s'étend au-delà de la période de conception fixée. Les équipes de Formule 1 dépensent des sommes considérables pour développer les souffleries et les simulations de dynamique des fluides (CFD). Les souffleries simulent l'interaction entre la voiture et l'écoulement de l'air, ce qui permet aux ingénieurs d'observer comment l'atmosphère se déplace autour des surfaces de la voiture. Ces simulations guident le processus de conception, permettant une itération rapide et l'optimisation des éléments aérodynamiques par les moteurs de recherche. La CFD, quant à elle, utilise des algorithmes mathématiques complexes pour modéliser les actions de l'écoulement de l'eau, fournissant ainsi une plateforme virtuelle pour tester et affiner les styles. Cette synergie entre les essais sur le terrain et les simulations avancées témoigne du rôle essentiel de l'aérodynamique en Formule 1.

    L'aérodynamique n'affecte pas seulement la conception, mais aussi les aspects stratégiques de la course. Le concept d'"air sale", le sillage turbulent produit par une voiture de pointe, pose un problème important pour une voiture de recherche. Chaque fois qu'une voiture roule juste derrière une autre, elle entre dans ce flux d'air perturbé, ce qui entraîne une perte de force portante et d'adhérence, qui affecte à son tour la vitesse de passage en courbe et les performances globales. Ce phénomène a conduit à des considérations idéales telles que le contrôle des pneus et la synchronisation des manœuvres de dépassement afin de minimiser le temps passé dans "l'air sale". Il est donc essentiel de comprendre les interactions aérodynamiques pour que les pilotes et les groupes puissent formuler des stratégies de compétition efficaces.

    Le partenariat symbiotique entre l'aérodynamique et la performance est particulièrement évident lors de la poursuite incessante de l'optimisation du temps au tour. Chaque saison, les groupes de Formulation 1 s'efforcent de développer des voitures plus rapides, plus efficaces et plus raffinées sur le plan aérodynamique que leurs prédécesseurs. Cette évolution permanente souligne la nature dynamique de l'aérodynamique dans le sport. En repoussant les limites du possible en matière d'aérodynamique, les équipes font évoluer le domaine de l'ingénierie et innovent dans des domaines tels que la recherche sur les matériaux, la modélisation informatique et l'étude de la dynamique des liquides.

    En conclusion, on ne saurait trop insister sur l'importance de l'aérodynamique en Formule 1. Elle est à l'origine de la conception élégante et sophistiquée des voitures de Formule 1 modernes, dont elle façonne la vitesse, l'efficacité et les caractéristiques de conduite. L'équilibre fragile entre la minimisation de la traction et la maximisation de la force d'appui sera au cœur de la conception aérodynamique, chaque composant étant conçu avec diligence pour améliorer les performances. En outre, les prouesses techniques démontrées lors des essais en soufflerie et des simulations informatiques soulignent le rôle important de l'aérodynamique dans le processus de conception et de développement.

    Au-delà du style, l'aérodynamique a une incidence sur les questions stratégiques, telles que les dépassements et la gestion des roues, ce qui ajoute une difficulté supplémentaire à l'activité. La recherche de l'excellence aérodynamique est loin d'être une fin en soi, car les équipes innovent et évoluent constamment pour tirer davantage de vitesse et de satisfaction de leur équipement. En fin de compte, la science de l'aérodynamique a transformé la Formule 1 d'un simple sport automobile en une puissante arène de supériorité technique, où la précision, l'innovation et la satisfaction convergent pour produire le summum de l'excitation de la course.

  • Le Neuroflight Control est-il l'avenir du pilotage

    L'unité apprend la puissance d'un nouveau type de logiciel de contrôle de vol de drone, rapportent des experts. Peu de temps après que Wil Koch ait piloté le drone d'un ami au départ, en le travaillant au moyen de la «vue du premier homme ou de la femme» où une personne porterait un casque connecté à une vidéo pertinente, le streaming nourrir résidait de la caméra dans le drone, il pense que c'est incroyable . Tellement génial qu'il a voyagé pendant 24 heures et a acquis leur propre système - un casque vidéo youtube, un contrôleur et un drone quadcopter, connu pour le nombre d'hélices qui le potentiel. "Vous mettez les lunettes et ils vous permettent également de voir la transmission vidéo en continu provenant d'une position de caméra vidéo dans le drone", déclare Koch. C'est vraiment «de manière significative, la meilleure chose». La course de drones à la première personne gagne en popularité parmi les fanatiques des technologies, et il y a des événements très compétitifs à travers le monde. Quelques semaines à peine après sa présentation du sport, Koch, spécialiste diplômé de la Rafik B.Hariri Institution for Computer and Computational Technology de l'Université ou du Collège de Boston, a établi Boston Drone Racing comme un nouveau club informatique. Mais simplement parce que Koch se sent comme un informaticien, son cerveau s'est rapidement tourné vers la recherche de techniques qu'il pourrait prendre "la chose la plus cool", ce qui la rendrait encore plus cool. Et si, se demandait-il, vous pouviez influencer l'intelligence synthétique pour faire voler un drone plus rapidement et beaucoup plus spécifiquement par rapport à une configuration commune? Koch n'aurait peut-être jamais cherché le concept sans le temps où il a piloté le drone de son ami d'une vue à vol d'oiseau. Mais c'est sa passion nouvellement découverte qui pourrait motiver une percée dans les technologies des groupes de neurones, lorsqu'il a créé, avec une équipe de collaborateurs, Neuroflight pour améliorer l'efficacité des voyages en avion. "[Son] adoration précédente était liée à la cybersécurité et à la défense contre les cyberattaques autonomes des systèmes informatiques" zombies "", affirme Azer Bestavros, consultant de la faculté de Koch, simulateur de vol directeur fondateur de la Hariri Institution et rédacteur d'articles pour seniors dans les premiers papiers publics de l'équipe. à propos de Neuroflight. Mais juste après que Koch soit tombé profondément amoureux de la course de drones, "il m'a allumé", affirme Bestavros en riant. En examinant l'étude à l'intersection des drones et des connaissances synthétiques, Koch et Bestavros ont découvert que General Electronic ainsi que d'autres titans de l'industrie poursuivaient activement la technologie moderne dans cette salle. "Wil et ainsi j'ai vérifié l'importance et probable avec cette marque de fonction, en envisageant le contrôle sur les automobiles autonomes et exactement comment vous pourriez utiliser l'IA et la découverte d'appareils pour le faire", déclare Bestavros, qui peut être un autre professeur de recherche scientifique sur ordinateur portable ou informatique. au Collège des Arts et des Sciences. "Tout comme le progrès de la technologie moderne dans la course de Formule 1 a créé une technologie que nous remarquons dans vos véhicules individuels", affirme-t-il, leur conviction est que la construction de nouvelles alternatives qui résistent aux extrêmes de la précipitation des drones poussera le plus grand domaine du vol autonome l'innovation technologique à un endroit bien meilleur. À l'heure actuelle, les drones et de nombreux autres véhicules télécommandés sont exploités via des contrôleurs linéaires qui ne peuvent pas se conformer aux conditions de déplacement. «Imaginez que vous conduisez un véhicule sur l'autoroute et qu'une autre roue se mettra à plat», dit Bestavros. «Vous, depuis le conducteur du véhicule, n’effectueriez pas les mêmes tâches que si vous conduisiez un véhicule, la voiture avec les 4 jantes. Vous devez diriger et accélérer d'une manière différente. " Un quadcopter typique utilise un contrôle conventionnel appelé contrôleur proportionnel important dérivé, ou PID, de la communauté de la recherche informatique. Ce qui permet au propriétaire de fournir les ordres du drone pour se déplacer dans le chemin et le taux spécifiques en déplaçant les joysticks du contrôleur. Mais la technologie moderne de contrôle actuelle n'a pas de capacité intégrée pour s'adapter aux problèmes de modification, comme l'augmentation du vent ou (idéalement pas), même le déclin d'une hélice. Le contrôle Neuroflight, dit Koch, est compétent en ordinateur portable ou en simulateur informatique pour évoluer vers un large éventail d'événements différents, réparant le placement du drone dans un environnement actif et changeant, même s'il est informatisé. Juste après le coaching de simulation, le groupe de neurones «éduqués» irait opérer dans le monde réel en donnant des impulsions sur les moteurs de drones, en leur faisant savoir comment répondre afin que le quadricoptère se déplace de la manière spécifique dont son utilisateur a l'intention. «Le PID est un processus de gestion linéaire, mais l'environnement n'est pas linéaire», affirme Koch, qui est un élève universitaire de la faculté des arts et des sciences en informatique personnelle. "Nous supprimons ce contrôle PID et diminuons dans un réseau neuronal formé."

  • Le variant anglais du Covid et son impact sur les écoles

    Nous avons déjà vu d'énormes défis dans les écoles avec des variantes plus anciennes. Nous avons les données maintenant et nous avons appris qu'il y avait de nombreux États où le moment où les écoles se sont ouvertes pour l'enseignement en personne (par opposition à l'apprentissage à distance), c'était le début de la croissance exponentielle du virus. Le virus s'est généralement réaffirmé fin août et début septembre, conformément aux ouvertures d'écoles publiques dans ces États.

    Maintenant, cela ne s'est pas produit dans tous les États. Certaines zones et régions et certaines écoles individuelles disposaient de mesures de réduction adéquates et de régimes de dépistage adéquats permettant d'identifier les cas, même asymptomatiques, très tôt avant qu'ils n'infectent beaucoup de personnes. Ils ont pu séquestrer ces gens dans des dortoirs séparés ou leur dire de rester à la maison et de continuer les opérations de manière relativement sûre - peut-être qu'ils auraient une évasion, mais ce ne serait que quelques personnes infectées.

    LP: Quelle est la meilleure façon d'assurer la sécurité des écoles, surtout avec les souches les plus communicables?

     PA: Avec la variante britannique, c’est plus compliqué et nous n’avons pas toutes les réponses. Pour les variantes plus anciennes, nous avons recommandé de minimiser le temps à l'intérieur comme priorité numéro un. Le virus est en suspension dans l’air et il existe un risque très élevé de se propager à l’intérieur. Nous savons également que la règle de la distance sociale de six pieds est un peu une fiction prometteuse pour les activités en salle. Kim Prather, du Scripps Aerosol Chemistry Lab, a dirigé l'un des premiers groupes à démontrer que le virus était en suspension dans l'air et transmis par aérosols. Son groupe a beaucoup travaillé pour déterminer comment il se déplaçait dans les environnements intérieurs et quel type de ventilation était nécessaire pour protéger les gens.

     Plutôt que la règle des six pieds, il vaut mieux imaginer que tout le monde autour de vous fume. Si vous pouvez sentir la fumée, vous pouvez être infecté par le virus, car l'aérosol du virus se comporte plus ou moins comme la fumée de cigarette. Maintenant, tu devrais prendre une bonne limace de fumée pour obtenir une dose infectieuse, mais Kim a montré qu'il y avait suffisamment d'exemples, comme le bateau de croisière Diamond Princess transmettant le virus via le système de climatisation à travers le navire; les restaurants en Corée et à Wuhan; le restaurant à Madrid; et les bus où les gens ont infecté d'autres personnes assises à 50 pieds de distance; pour nous dire que rester à six pieds ne vous protège pas vraiment. Si vous êtes engagé dans une période prolongée de manger et de boire à l’intérieur ou de chanter à l’église, vous pourriez infecter des gens à 15 mètres, pas à 6 mètres.

     Vous devez également penser à la dose totale que vous pouvez prendre pour être infecté. Pour les variantes plus anciennes et moins transmissibles, le CDC [Centers for Disease Control] a déclaré qu'une dose cumulée de 15 minutes à l'intérieur d'une personne infectée au cours d'une journée est suffisante pour vous infecter. Il y a des exemples dans lesquels le flux d'air d'un système de climatisation allant dans la mauvaise direction a infecté une personne en cinq minutes à l'intérieur qui se trouvait à 12 pieds de distance.

     Vous comprenez assez rapidement que si vous êtes va être à l'intérieur, vous devriez avoir toutes les fenêtres ouvertes et le système de climatisation à plein régime. Kim estime que vous devez échanger l'air dans l'environnement toutes les six minutes si vous voulez minimiser votre risque d'exposition.

     LP: Combien d'écoles sont capables de faire tout cela?

     PA: Eh bien, c’est plus facile là où il fait plus beau, bien sûr. J'ai l'impression que très peu d'écoles respectent toutes ces mesures. Ce n’est pas pratique. Je pense qu’une partie du défi consistant à distinguer les différents effets est qu’il n’est pas tout à fait clair que c’est juste la transmission à l’intérieur de la classe elle-même qui est le problème. Lorsque vous dites, ouvrons les écoles, il y a tout un tas d'activités sociales, de transport et d'organisation, d'événements pour les parents et de sports qui entrent en jeu en même temps et qui ont collectivement conduit à une transmission plus élevée.

     LP: Donc, même si vous aviez des salles de classe parfaitement aménagées, avec des fenêtres ouvertes, etc., le virus pourrait encore se propager?

     PA: Oui. Il y a des subtilités qui sont des pièges. le les cafétérias étaient assez faciles à gérer. Au lieu de rassembler tous les enfants à la cafétéria, vous leur demandez de prendre une boîte à lunch et de la ramener à leur classe. Il s'avère que l'une des choses les plus difficiles à gérer, ce sont les toilettes. Si vous êtes contagieux et que vous utilisez les toilettes et tirez la chasse, cela aérosol le virus et cela rend toute la salle de bain infectieuse pendant environ 30 à 45 minutes.

     LP: Comment les tests s'inscrivent-ils dans tout cela?

     PA: C'est l'un des domaines, la divulgation complète, sur lequel notre entreprise travaille. Nous avons réalisé il y a environ cinq mois que peu importe si vous portez des masques si les enfants sont à l'intérieur.

     Avec la variante la plus infectieuse, même avec des masques et une ventilation, ce n’est pas sûr. Il y a de nombreuses questions. Faut-il évacuer tout l’air en trois minutes au lieu de six, car il est deux fois plus contagieux? Il devient vraiment difficile de protéger les personnes infectées des non-infectées. Cela signifie que vous devez retirer les personnes infectées de la communauté avant qu'elles peut infecter les autres. La réalisation critique est qu'au moins 40% de tous les porteurs de coronavirus sont complètement asymptomatiques et que vous ne pouvez pas les détecter autrement qu'un test de laboratoire moléculaire.

     LP: À quelle fréquence les personnes doivent-elles être testées?

     PA: Quelqu'un peut devenir contagieux en deux jours et demi à trois jours. Donc, même si j’ai testé ce matin et que j’ai obtenu un résultat négatif, j’aurais peut-être attrapé le virus cet après-midi et dans trois jours, je serai contagieux.

     LP: Cela signifie que tout le monde dans l'école doit être testé au moins deux fois par semaine - enseignants, élèves et personnel, n'est-ce pas?

     PA: C'est vrai, et il n'y a pas assez d'écoles où cela se passe. C’est là que notre société est entrée en jeu, car il est clair qu’il existe deux ou trois obstacles majeurs à la mise en place de régimes de test suffisants. Le premier et probablement le plus important est le coût. Lorsque vous parlez d'un bon test de haute précision à un prix de cent dollars, et que vous dites aux écoles, d'accord, testez vos 700 les étudiants et le personnel deux fois par semaine, ils n’ont tout simplement pas les moyens de le faire.