Устойчивый полёт пустельги может помочь повысить безопасность полётов
Новое совместное исследование RMIT и Бристольского университета раскрыло секреты удивительно устойчивого полёта пустельги и может повлиять на будущие конструкции дронов и стратегии управления полётом.
Исследование "Steady as they hover: kinematics of kestrel wing and tail morphing during hovering flights" опубликовано в Journal of Experimental Biology.
Повышение безопасности и стабильности дронов в турбулентных условиях или в городах, где порывы ветра от высоких зданий усложняют полёт, сделает такие приложения, как доставка посылок, еды и мониторинг окружающей среды, более осуществимыми и частыми.
Анатомия устойчивого полёта
Хищные птицы, такие как пустельга, способны удерживать голову и тело чрезвычайно неподвижно во время охоты. Это специализированное поведение, называемое парением в ветре, позволяет птицам «зависать» на месте при определённых ветровых условиях, не взмахивая крыльями. Внося небольшие коррективы в форму крыльев и хвоста, они достигают невероятной устойчивости.
Исследование, проведённое в аэродинамической трубе RMIT, впервые точно измерило стабильность головы австралийской пустельги во время парения, обнаружив движение менее 5 мм в процессе охотничьего поведения.
Благодаря достижениям в технологии камер и motion capture, команда смогла в высоком разрешении наблюдать за двумя пустельгами. С помощью отражающих маркеров впервые были детально отслежены их точные движения и техники управления полётом.
«Обычно самолёты используют движения закрылков для стабилизации. Наши результаты, полученные за несколько лет, показывают, что хищные птицы больше полагаются на изменения площади поверхности, что может быть более эффективным способом достижения устойчивого полёта и для самолётов с неподвижным крылом», — говорит ведущий исследователь RMIT д-р Абдулгани Мохамед.
Проблема современных дронов
Совместный автор исследования, д-р Шейн Виндзор из Бристольского университета, отмечает, что полезность современных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) с неподвижным крылом значительно снижается из-за их неспособности работать в условиях порывистого ветра.
«Текущие коммерческие самолёты с неподвижным крылом имеют фиксированную геометрию и оптимизированы для работы в одном режиме полёта. Преимущество морфирующих крыльев в том, что их можно постоянно оптимизировать в течение полёта для различных условий, делая самолёт более манёвренным и эффективным».
Следующие шаги
Команда намерена продолжить исследования, изучая птиц в условиях порывистого ветра и турбулентности. Это позволит получить новые знания об устойчивом полёте с целью повышения безопасности и частоты эксплуатации БПЛА.
Изначально сосредоточившись на небольших летательных аппаратах, команда надеется упростить собранные данные для их адаптации к самолётам большего масштаба.