آموزش پرندگان به پهپادها برای درست بال زدن

محققان نوع جدیدی از بال را ایجاد کرده‌اند که می‌تواند عملکرد پهپادهای کوچک را به طور چشمگیری بهبود بخشد. این بال‌ها با الهام از پرندگان و حشرات ساخته شده است و دارای لبه‌های هدایت کننده است که در واقع باعث پایداری و هدایت پذیری پهپاد در هوا می‌شود.طراحی این بال جدید در واقع باعث بهبود عملکرد پهپاد در بادهای ناگهانی و تلاطم‌های دیگر می‌شود که به طور معمول برای پهپادهای کوچک مشکل ایجاد می‌کند.
طراحی محققان بر خلاف سطح صاف و خمیده‌ای که بال‌های هواپیماها دارند، دارای یک لبه تیز و مسطح است که باعث می‌شود هوایی که به بال برخورد می‌کند به طور ناگهانی شکافته شود. به گفته محققان، این شکاف و تفکیک جریان هوا باعث آسیب به کارآیی هواپیماهای بزرگتر می‌شود، اما می‌تواند برای هواپیماهای کوچکتر یک مزیت باشد.اگر ترفندی برای پایداری پهپادهای کوچک در هوا وجود داشته باشد، همین جدا کردن جریان هوا در جلوی بال است که در واقع باعث می‌شود که جریان هوا به طور قابل پیش‌بینی به طرف پشت بال برود.شاید جای تعجب داشته باشد که این اتفاق باعث افزایش بازدهی پرواز در هواپیماهایی با طول بال کمتر از ۳۰ سانتی‌متر می‌شود.

برعکس، هواپیماهای بزرگتر با بال‌های معمولی در تماس همیشگی با یک لایه مرزی هوا عملکرد بهتری دارند، اما در هواپیماهای کوچکتر که این لایه مرزی نرم‌تر است، به راحتی از بال جدا می‌شود و باعث کاهش میزان صعود و افزایش کشیده شدن به اطراف می‌شود.در این شرایط است که یک وزش ناگهانی باد می‌تواند دوباره لایه مرزی هوا را به هم وصل کند و باعث ایجاد یک نور غیرقابل انعطاف و ناخواسته از نور یک پرواز بی‌ثبات شود.محققان دانشگاه براون موفق شدند بر این مشکلات فائق بیایند. ضمن اینکه اثر یک پرواز با ثبات از بهبود باتری‌ها و در نتیجه پرواز طولانی‌تر بهتر است."کنی بروئر" از محققان این پروژه می‌گوید: پهپادهای کوچک می‌توانند در بسیاری از برنامه‌ها از جمله پرواز در مناطق پرجمعیت بسیار مفید واقع شوند، زیرا آنها ذاتاً برای انسان ایمن‌تر هستند، اما در کار با آنها در مقیاس‌های کوچک مشکلاتی وجود دارد. آنها کم‌ثبات هستند که این مسئله زمان پرواز اکثر آنها را به حدود ۳۰ دقیقه محدود می‌کند. بنابراین ما در مورد طراحی یک بال جدید فکر کردیم که بتواند با این مشکلات مبارزه کند.

"متیو دی لوکا" نویسنده اصلی این مطالعه گفت: با نمونه اولیه‌ای که در اختیار داریم، حدود سه ساعت پهپاد را در یک تونل باد به پرواز درآوردیم.تونل باد یک محیط ایده آل برای پرواز پهپاد است، بنابراین ما انتظار نداریم که به همین مدت در فضای باز پرواز کند. اما اگر نیمی از این مدت را نیز پرواز کند موفق به بیش از دو برابر کردن مدت پرواز پهپادهای کوچک شده است.به گفته محققان، یک مزیت دیگر در طراحی این بال این است که می‌توانند بسیار ضخیم‌تر و قوی‌تر از بال‌های رایج کنونی باشند.
این طمطالعه در مجله Science Robotics منتشر شده است.