Двое инженеров из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) спроектировали, построили и испытали пернатый беспилотник, напоминающий ястреба, способный выполнять маневры виража без использования крыльев.
В своей статье, опубликованной в журнале Science Robotics, Хоанг-Ву Фан и Дарио Флореано описывают факторы, которые были учтены при создании их робота Raptor , и то, как хорошо он показал себя во время испытаний в аэродинамической трубе.
Работа исследователей началась, когда они узнали, что многие виды хищных птиц, как было обнаружено, инициируют вираж во время парения, не двигая крыльями . Вся процедура выполняется посредством манипуляции хвостом. В отличие от этого, самолеты и беспилотники выполняют виражи посредством манипуляции элеронами на задней части крыльев.
Заинтригованные разницей между тем, как летательные аппараты, созданные человеком, и тем, как хищные птицы совершают виражи, пара спроектировала и построила пернатого механического хищника, способного имитировать технику ястреба.
Чтобы построить свой дрон, исследователи обратились к анатомии ястреба. Используя легкие материалы, они создали кости и суставы, похожие на кости хищной птицы, чтобы сделать крылья и хвост, и прикрепили их к такому же легкому телу, а затем покрыли их пенопластовыми перьями. Простой дрон удерживался в воздухе с помощью прикрепленного к телу стержня — другой конец стержня исследователи держали в руке. Они назвали результат LisRaptor.
Затем они изучили видео ястребов в полете, чтобы узнать, как они манипулируют своими хвостами, чтобы инициировать маневр виража, и повторили увиденное с помощью своей механической птицы. Затем они поместили ее в аэродинамическую трубу для испытаний.
Искусственный ястреб исследователей смог успешно сделать вираж внутри аэродинамической трубы, не используя крылья. Вместо этого потребовалось лишь определенное скручивание хвоста.
Они обнаружили, что это работает из-за близости хвоста к крыльям — небольшое скручивание обеспечивает асимметричный поток воздуха через крылья и хвост , что приводит к асимметричной подъемной силе — из-за чего вся птица наклоняется в одну сторону, даже когда она направлена немного вверх, чтобы предотвратить сваливание.
Исследователи предполагают, что их робот не только помогает объяснить некоторые аспекты полета хищных птиц, но и может быть полезен при разработке новых видов дронов, способных поворачивать более плавно.