A legtöbb mai drón forgó légcsavarokkal repül, ami ugyan hatékony megoldás, de komoly korlátokat szab manőverezőképességük és rugalmatlanságuk. A természet ennél egy jóval kifinomultabb példát kínál: a madarak szárnyai repülés közben folyamatosan hajlanak, csavarodnak és azonnal reagálnak a légáramlatokra. A Rutgers kutatói most ennek a működésnek az elvét próbálták műszaki formában megközelíteni, és eredményeiket az Aerospace Science and Technology folyóiratban közölték.
Hogyan működik az új drón?
A kutatók egy úgynevezett ornithoptert, vagyis csapkodó szárnyú repülő szerkezetet terveztek. A különlegessége az, hogy a szárnyak mozgását nem elektromágneses motorok és mechanikus áttétek hozzák létre, hanem piezoelektromos anyagok. Ezek az anyagok feszültség hatására megváltoztatják az alakjukat. A kutatók a piezoelektromos réteget szénszálas anyaggal kombinálták, így amikor áramot kap a rendszer, az egész szárny meghajlik és elcsavarodik. Vagyis maga a szerkezet egy „izommá” válik, nincs szükség külön meghajtó mechanikára.
Miért lehet jobb a hagyományos megoldásoknál?
A jelenlegi madárszerű robotok többsége még mindig motorokat, csuklókat és fogaskerekeket használ. Ezek a rendszerek bonyolultak, nehezek, és nehezebben tudják utánozni a természetes szárnymozgást.
A Rutgers csapata szerint a mechanikai áttétek nélküli, úgynevezett szolidtestes megoldás könnyebb, rugalmasabb és gyorsabban reagálhat a környezet változásaira. Ez különösen fontos lehet olyan helyzetekben, ahol szűk helyen kell manőverezni, például városi csomagszállításnál, mentési feladatoknál vagy nehezen elérhető helyek ellenőrzésénél.
A kutatók arra is felhívják a figyelmet, hogy a csapkodó szárnyak kisebb méretben előnyösebbek lehetnek, mint a légcsavarok. Ha hozzáérnek valamihez, általában kevésbé károsítják a környezetet és saját magukat is.
Hogyan irányítják az új drónokat?
Nemcsak egy új szerkezetet dolgozott ki a csapat, hanem egy olyan számítógépes modellt is, amely képes egyszerre kezelni a repüléshez szükséges összes fontos fizikai tényezőt. Ebbe beletartozik a szárny és a test mozgása, az aerodinamika, az elektronika és az irányítás is. Ez lehetővé teszi, hogy a mérnökök még a prototípusok legyártása előtt virtuálisan teszteljék és finomítsák a terveket. A kutatók szerint ezzel időt és pénzt lehet megtakarítani, miközben gyorsabban fejlődhet a technológia.
Írta az origo.hu
