Śmigła w dronach zostaną zastąpione przez… pierzaste zrobotyzowane skrzydła?
Ptaki są szczególnie interesujące dla inżynierów i są inspiracją dla rozwoju dronów. Czy czeka nas era bezzałogowych statków latających wyposażonych w składane pierzaste skrzydła?
Naukowcy z Uniwersytetu w Lind w Szwecji wykazali, że ptaki latają w wydajniejszy sposób, składając skrzydła podczas tzw. skoku wznoszącego. Jak sugerują badacze, składanie skrzydeł może być kolejnym krokiem w zwiększeniu wydajności aerodynamicznej i napędowej nowego rodzaju dronów.
Inżynierowie skupili się na analizie strategii latania ptaków, która wymaga szczegółowych badań aerodynamicznych. Dlatego też naukowcy stworzyli robotyczne skrzydło, które może poruszać się zupełnie w taki sam sposób, w jaki robi to zwierzę.
Jak powiedział dr Christoffer Johansson z Uniwersytetu w Lund: - Zbudowaliśmy robotyczne skrzydło, które może machać bardziej jak ptak niż poprzednie roboty, ale także machać w sposób, w jaki ptaki nie mogą tego robić. Mierząc wydajność skrzydła w naszym tunelu aerodynamicznym, zbadaliśmy, w jaki sposób różne sposoby wznoszenia wpływają na siłę i energię w locie.
Wcześniejsze analizy wykazały, że wolno lecące ptaki machają swoimi skrzydłami w sposób bardziej poziomy. Nowe badania sugerują, że "składanie skrzydeł podczas skoku wznoszącego nie tylko sprzyja produkcji ciągu, zgodnie z oczekiwaniami, ale także zmniejsza siłę aerodynamiczną specyficzną dla siły". Inżynierowie sądzą, że taką "procedurę" można wprowadzić do sposobu latania dronów, co zwiększy m.in. ich zakres prędkości. Nowo wybudowany mechanizm jest częściowo zbudowany z prawdziwych piór.
Johansson dodaje: - Nowe robotyczne skrzydło może być wykorzystane do odpowiedzi na pytania dotyczące lotu ptaków, które byłyby niemożliwe przy zwykłej obserwacji latających ptaków. Badania nad zdolnością do lotu żywych organizmów ograniczają się do ruchu trzepotania, którego ptak fizycznie używa.
Przeprowadzone badania wskazują, które wzorce ruchu skrzydeł tworzą największą siłę i są najbardziej wydajne. Ponadto naukowcy sądzą, że uzyskane wyniki analiz mogą pomóc w lepszym zrozumieniu, w jaki sposób zmiany klimatu mogą wpłynąć na migrację ptaków i dostęp do żywności.
Naukowcy w swoim artykule piszą: "Strategie machania skrzydłami u ptaków mogą zrewolucjonizować przyszłe drony, ponieważ mogą znacznie poprawić ich zwinność, zwiększyć zdolność lotu z małą prędkością i zwiększyć wydajność aerodynamiczną. Badanie żywych ptaków jest czasochłonne, pracochłonne i, co ważniejsze, ograniczone do ruchu trzepotania przyjętego przez zwierzę. To ostatnie uniemożliwia systematyczne badania alternatywnych strategii trzepotania, ograniczając naszą zdolność do sprawdzenia, dlaczego ptaki wybierają określoną kinematykę spośród nieskończonych alternatyw".
- "Trzepoczące drony" mogłyby być używane w dostawach, ale musiałyby być wystarczająco wydajne i zdolne do podniesienia dodatkowego ciężaru, jaki się z tym wiąże. To, jak poruszają się skrzydła, ma ogromne znaczenie dla wydajności, więc tutaj nasze badania mogą się przydać - mówi Johansson. Wyniki badań zostały opublikowane w Advanced Intelligent Systems.
