Войти

Крылья для Бэтмена

1758
0
-1
bat_wing
Искусственное крыло летучей мыши. Фотография: physorg.com.

Создано искусственное крыло летучей мыши

Ученые создали искусственное крыло летучей мыши. Теперь они знают, как животное управляет полетом и надеются создать мышь-самолет. Изучение крыла-робота в аэродинамической трубе в этом смысле эффективнее, чем изучение реального животного.


Исследователи из Университета Брауна создали искусственное крыло летучей мыши. Работа, в которой рассказывается о создании крыла-робота, которое прекрасно моделирует маховое движение при полете млекопитающего и дает новую ценную информацию о механизме полета, опубликована в журнале Bioinspiration and Biomimetics.


Робот повторяет форму и движения крыла малайского коротконосого крылана - растительноядного вида крыланов, распространенного в юго-восточной Азии - и способен "летать", будучи закрепленным на преобразователе энергии, в аэродинамической трубе. При маховых движениях датчик фиксирует аэродинамические силы, создаваемые крылом. Семь подвижных "суставов" крыла управляются тремя серводвигателями. Это электрические двигатели, воспринимающие определенный набор электронных команд (пуск, остановка, перемещение вала в заданное угловое положение, изменение направления движения и/или скорости). Серводвигатели применяются в большинстве видов механических систем с дистанционным управлением, от стеклоподъемников автомобиля до авиационных агрегатов и от промышленных роботов до детских игрушек. Датчики фиксируют выход энергии моторов, и таким образом исследователи могут понять, сколько тратит на полет обычная летучая мышь.


Исследования показали, что робот успешно имитирует базовые характеристики полета летучий мышей, развивая достаточное усилие для преодоления сопротивления воздуха и удержания в воздухе веса модельного животного.


Руководили междисциплинарной работой сразу два профессора: инженер Кеннет Бреуэр и биолог Шэрон Шварц.


Исследование крыла-подделки позволило получить данные, которые никогда не удалось бы получить напрямую, исследуя животных. Очевидно, летучим мышам не удастся лететь, будучи закрепленными на приборах, напрямую измеряющих аэродинамические силы, а вот крыло-робот прекрасно с этим справляется. Кроме того, летучие мыши "непослушные", а робот, наоборот, исполнительный.


"Мы не можем приказать мыши махать крыльями с частотой 8 Гц, затем увеличить ее до 9 Гц, поэтому мы и разницу увидеть не можем", - отметил первый автор работы Джозеф Балман, студент из университета Брауна.


А вот модель делает ровно то, что от нее требуют исследователи. Каждая из возможных характеристик движений - кинематических параметров - регулируется по отдельности. Можно, например, изменять лишь один параметр, оставляя остальные неизменными, чтобы определить его влияние.


"Мы можем отвечать на весь спектр подобных вопросов, например: помогает ли увеличение частоты взмахов набрать высоту и каковы затраты энергии при этом. Можем напрямую изучать связь между кинематическими параметрами, аэродинамическими силами и энергией", - отмечает Балман.


Удалось установить, например, что сгиб крыла при взмахе позволяет набирать высоту на 50% эффективнее.


У исследований робота-крыла сразу два направления практического применения. Во-первых, биологам важно лучше понимать, как устроен полет летучей мыши, а во-вторых, через это понимание мы можем достигнуть давней мечты человека о "птичьем полете", создав небольшие самолеты такого типа. Кстати, возможность такого полета предполагал еще Леонардо да Винчи. Недаром исследования финансирует не только Национальный научный фонд США, но и Управление научных исследований военно-воздушных сил.


Крылья летучей мыши - очень сложный механизм. Они простираются вдоль всего тела животного от плеч до ног (следует помнить, что летучая мышь - не птица, а млекопитающее, и скелет ее чем-то похож на наш). Каркас их представляет собой кости "рук" и пять пальцеподобных отростков. На них натянута очень эластичная кожа - она может растягиваться в пределах 400% без разрыва. Модель-робот воспроизводит эту трехмерную конструкцию: "кости" пластиковые и сделаны с помощью 3D-печати в пропорциях реальной летучей мыши. Кожа сделана из кремнесодержащего полимера, а суставы - это сервомоторы. Модель, однако, несколько упрощена и неполностью повторяет 25 суставов с 34 степенями свободы, однако ученые считают ее качественно правильной.


Сейчас создана работающая модель, и у ученых на нее множество планов.


"Следующий шаг - поиграть с материалами. Нам нужно изучить разные ткани крыла, материал костей разной мягкости, чтобы понять, так ли важны эти характеристики", - заключил Балман.



Александра Борисова

Права на данный материал принадлежат
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Страны
Компании
Проекты
Похожие новости
20.06.2018
"Евросатори" в пользу Америки
24.05.2017
От концепта до успеха
16.03.2016
Верфи царя Эрдогана
17.03.2015
Lockheed Martin создаст трехэлементную дорогу для путешествий в глубокий космос
22.01.2014
Триллион в воздух
15.10.2013
Провал европейской программы БПЛА: перспективы рынка летательных боевых роботов
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
  • 29.10 07:17
  • 5
Редукторы для силовой установки фрегата пр.22350 успешно прошли испытания
  • 29.10 07:14
  • 10
Анатолий Чубайс предложил создать в России глобального оператора композитных материалов
  • 29.10 05:14
  • 13
Jyllands-Posten (Дания): дрон против танка. Кто выиграет войну будущего?
  • 29.10 00:10
  • 9
Союзничек…
  • 28.10 21:01
  • 2137
Как насчёт юмористического раздела?
  • 28.10 20:23
  • 209
Су-34 меняет профессию: экипажи бомбардировщиков научат сбивать самолёты
  • 28.10 18:08
  • 122
Пуск гиперзвуковой ракеты "Циркон" впервые показали на видео
  • 28.10 17:24
  • 10
Армения хитростью избежала стратегической катастрофы
  • 28.10 16:10
  • 72
Танки «хоронить» рано: как в США оценили конфликт в Карабахе
  • 28.10 15:40
  • 789
Корпорация "Иркут" до конца 2018 года поставит ВКС РФ более 30 истребителей Су-30СМ
  • 28.10 15:23
  • 4
Воскресшая сердюковщина
  • 28.10 10:25
  • 2
Боги современной войны
  • 28.10 08:46
  • 11
Новейший пулемет РПЛ-20 показали на видео во всех подробностях
  • 28.10 08:04
  • 7
Нарышкин рассказал, как советская разведка добыла чертежи для Ту-4
  • 28.10 02:53
  • 2
Китайская угроза подталкивает США навстречу России