СТАБИЛЬНЫЙ ПОЛЕТ ПУСТЕЛЬГИ ПОМОЖЕТ ПОВЫСИТЬ БЕЗОПАСНОСТЬ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Дата публикации: 13 августа 2024

Новое совместное исследование RMIT и Бристольского университета раскрывает секреты удивительно стабильного полета пустельги и может стать основой для разработки будущих конструкций беспилотников и стратегий управления полетом.

Если сделать беспилотники более безопасными и стабильными в условиях турбулентности или в городах, где порывы ветра от высоких зданий затрудняют полет, то такие приложения, как доставка посылок, продуктов питания и мониторинг окружающей среды, станут более осуществимыми и частыми. 

Исследование, проведенное в промышленной аэродинамической трубе RMIT – одной из крупнейших в своем роде в Австралии, – является первым, в котором точно измерена устойчивость головы нанкинской пустельги во время парящего полета. Было обнаружено, что во время охоты движение ее головы составляет менее 5 мм. 

«Обычно самолеты используют закрылки для стабилизации, чтобы добиться устойчивости в полете. Наши результаты, полученные в течение нескольких лет, показывают, что хищные птицы больше полагаются на изменения площади поверхности, что очень важно, поскольку это может быть более эффективным способом достижения стабильного полета и в самолетах с фиксированным крылом», – говорит ведущий исследователь RMIT доктор Абдулгани Мохамед (Abdulghani Mohamed).

Пустельги и другие хищные птицы способны сохранять голову и тело неподвижными во время охоты. Эта особая манера полета, называемая ветровым зависанием, позволяет птицам замирать на месте при подходящих погодных условиях, не хлопая крыльями. Внося небольшие изменения в форму крыльев и хвоста, они могут добиться невероятной устойчивости.

Благодаря достижениям в области камер и технологий захвата движений исследовательская группа смогла наблюдать за двумя нанкинскими пустельгами, обученными в приюте для ястребов и сов, в высоком разрешении. На них были установлены светоотражающие маркеры, что позволило впервые детально проследить за точными движениями птиц и техникой управления полетом.

«В предыдущих исследованиях птицы случайно пролетали через турбулентность и порывы в аэродинамических трубах; в нашей работе мы проследили уникальное поведение птиц в парящем полете, когда они активно поддерживают устойчивость, что позволило нам изучить реакцию управления», – сказал Мохамед.

Составив карту этих движений, исследователи получили сведения, которые можно использовать для достижения более стабильного полета самолетов с неподвижным крылом.

«Поведение пустельги при парящем ветре, которое мы наблюдали, является наиболее близким представителем птичьего мира к самолетам с неподвижным крылом. Наши выводы, касающиеся изменения площади поверхности крыла, могут быть применены для проектирования морфирующих крыльев в беспилотниках, повышая их устойчивость и делая их более безопасными в неблагоприятную погоду», – сказал Мохамед.

Полезность современных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) с фиксированным крылом значительно снижается из-за их неспособности работать в условиях порывистого ветра. БПЛА используются в Великобритании для доставки почты на отдаленные острова, но время их работы ограничено из-за регулярных порывистых ветров. Нынешние коммерческие самолеты с неподвижным крылом должны быть спроектированы с фиксированной геометрией и оптимизированы для работы в любых условиях полета.

Преимущество морфинга крыльев в том, что они могут постоянно оптимизироваться в течение всего полета для различных условий, что делает самолет гораздо более маневренным и эффективным.

Теперь команда намерена продолжить исследования, изучая птиц в условиях порывистого и турбулентного ветра, что позволит получить дополнительные знания в области стабильного полета, а БПЛА работать более безопасно. Хотя первоначально исследование было направлено на небольшие летательные аппараты, команда надеется упростить собранные данные, чтобы их можно было адаптировать для всех летательных аппаратов.  

Информационная служба Всероссийского портала  "Молодой специалист" msrabota.ru

Поделиться: