Самолёты часто сравнивают с птицами. Но в мире создано не так уж много конструкций, хотя бы приближающихся по лётным качествам к птицам. Учиться у природы никогда не поздно. И хотя наука биомиметика известна людям давно, новый проект из этой области будет по-своему интересен. Военным и учёным, например.
Студенты факультета аэрокосмической техники технологического университета Дельфта (TU Delft) в содружестве с исследователями из группы экспериментальной зоологии университета Вагенингена (Experimental Zoology Group) спроектировали один из самых необычных самолётов-беспилотников.
Микроаппарат RoboSwift задуман как механическое (но не бездумное) подражание стрижу. Он должен продемонстрировать выдающиеся лётные данные, благодаря заимствованию патентов у природы.
Размах крыльев у этого аппарата составит всего 50 сантиметров, а вес – 80 граммов. Его литий-полимерные батареи обеспечат роботу 20 минут активного полёта. Они будут питать небольшой электродвигатель, вращающий воздушный винт.
Интересно также, что новый самолёт должен научиться планировать в течение приличного времени – порядка часа. Это потребуется для миссий по дистанционному наблюдению за земной поверхностью.
Впрочем, главная изюминка проекта – это крылья с изменяемой геометрией. Только не спешите разочаровываться, мол, уже десятилетия в мире существуют истребители и бомбардировщики с крылом переменной геометрии.
Тут речь нужно вести скорее о морфинге, поскольку дело заключается не только в изменении угла стреловидности. Всё гораздо сложнее.
Как сказано в пресс-релизе команды RoboSwift, студенты отталкивались от исследований своего наставника Дэвида Лентинка (David Lentink), который весной нынешнего года опубликовал в Nature материал о стрижах.
Изучив их аэродинамику, параметры полёта, а также пронаблюдав за птицами в аэродинамической трубе, Лентинк нашёл, что столь великолепными, стремительными летунами стрижей делает не просто способность менять форму крыльев (для птицы — дело обычное).
Интересен тот факт, что стриж плавно подстраивает форму крыла. Непрерывно в ходе всего полёта, сообразно, в частности, скорости. И в широких пределах. Причём именно в фазе парения.
Это и позволяет стрижу выполнять эффектные и эффективные манёвры в воздухе. И разгон по прямой, и скоростной разворот почти на месте — не представляют для этих живых асов проблемы.
Для дистанционно пилотируемого самолёта, предназначенного для патрулирования в самых разных условиях, это было бы очень ценным качеством. Не меньше такие сверхспособности пригодятся и при изучении стрижей.
Да, авторы проекта полагают, что их самолёт-разведчик может быть использован и для биологических исследований – наблюдением за стаями птиц в небе, так сказать, изнутри. А чтобы не отстать от стремительных птиц на высоте, крошечная машинка должна быть не менее проворной.
А значит, крылья RoboSwift будут менять свою форму.
Студенты вычислили, что схема с четырьмя концевыми перьями на каждом крыле (способными поворачиваться) обеспечивает, с одной стороны, достаточный «морфинг-потенциал», а с другой — проста для проектирования и изготовления.
Важно отметить, что крыло микромашины будет не только отклоняться назад на большой скорости, но и заметно уменьшать при этом свою площадь. В то время как у существующих самолётов с изменяемой геометрией крыла и в распрямлённом, и в максимально отклонённом состоянии площадь эта меняется мало.
К тому же, самолёты с изменяемой геометрией используют это изменение скупо. Они взлетают с прямым крылом, а разогнавшись, отклоняют его назад. Никакой фантазии, в общем.
RoboSwift сможет менять форму своих крыльев очень быстро, в любой фазе полёта, да ещё – правого и левого крыла индивидуально. За счёт выборочного складывания одной стороны микроробот сможет выполнять такие пируэты, что никакому истребителю и не снились.
Но на этом придумки нидерландской команды не исчерпываются. Машина сможет парить как птица и при этом будет складывать пропеллер для уменьшения аэродинамического сопротивления.
Всё это позволит ей стать прекрасным разведчиком, которого трудно обнаружить что визуально, что по звуку.
Кстати, мы уже видели микросамолёт-беспилотник, вдохновлённый чайкой, самолёты-разведчики, использующие тактику орла и мухи, но поиски оптимальных биоконструкций продолжаются.
Не зря же учёные уже не раз и не два устанавливали на птицах маленькие видеокамеры. Не для наблюдения за красотами земной поверхности, а для съёмок работы перьев в полёте.
В этом смысле проект RoboSwift ложится в общую струю. А будет ли он успешным – увидим. Собственно уже в 2008 году практика расставит все точки над i.
Причём голландцам будет с чем сравнивать своё творение: в 2008-м команда RoboSwift надеется принять участие в первом американо-азиатском соревновании по летательным аппаратам размерности «микро» (MAV 08), которое пройдёт с 10 по 15 марта в индийском городе Агра.
