Ученые хотят научить дронов летать как пустельга
Новое исследование раскрыло секреты удивительно стабильного полета пустельги и может стать основой для разработки будущих конструкций беспилотников и новых стратегий управления полетом.
Пустельга и другие хищные птицы способны сохранять голову и тело неподвижными во время охоты. Это специализированное поведение в полете, называемое зависанием, позволяет птицам летать против ветра, не хлопая крыльями. Используя миллиметровые движения хвоста и крыльев, они могут добиться невероятной стабильности.
В исследовании, проведенном в промышленной аэродинамической трубе Мельбурнского королевского технологического института (RMIT), впервые точно измерена устойчивость головы пустельги во время парящего полета.
Благодаря достижениям в области технологий захвата движений исследовательская группа смогла наблюдать за двумя седобородыми пустельгами, обученными в приюте для ястребов и сов.
На птицах были установлены светоотражающие маркеры, что позволило впервые детально проследить за точными движениями и техникой управления полетом при зависании.
Составив карту этих движений, исследователи получили сведения, которые можно использовать для достижения более стабильного полета летательных аппаратов с неподвижным крылом.
"Наши выводы, касающиеся изменения площади поверхности крыла, могут быть применены для проектирования складывающихся крыльев в беспилотниках, что повысит их устойчивость и сделает летательные аппараты более безопасными в неблагоприятную погоду", – говорит ведущий исследователь RMIT Абдулгани Мохамед.
Большая стабильность в условиях турбулентности или в городах, где наличие высоких зданий затрудняет полет, может значительно повысить доступность таких услуг, как доставка посылок, продуктов питания и мониторинг окружающей среды.
Проблема нынешних беспилотников
Доцент кафедры биоинспирированной аэродинамики Бристольского университета и автор исследования Шейн Виндзор говорит, что полезность современных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) с фиксированным крылом значительно снижается из-за их неспособности работать в условиях порывистого ветра.
По его словам, БПЛА используются в Великобритании для доставки почты на отдаленные острова, но время их работы ограничено из-за регулярных порывистых ветров.
"Нынешние коммерческие летательные аппараты с фиксированным крылом должны быть спроектированы с определенной геометрией и оптимизированы для работы в одних и тех же условиях полета. Преимущество складывающихся крыльев в том, что в течение всего полета они могут постоянно оптимизироваться для различных условий, что делает устройство гораздо более маневренным и эффективным", – говорит Виндзор.
Хотя первоначально исследование было направлено на небольшие дроны, команда надеется упростить собранные данные, чтобы их можно было адаптировать для летательных аппаратов большего размера.
Исследование было опубликовано в журнале Journal of Experimental Biology.
Редактор: Софья Люттер