Войти

Крылья для Бэтмена

2648
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
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 04.07 12:43
  • 2
Российскую лазерную систему ПВО применят против украинского «Лютого»
  • 04.07 12:28
  • 1
«Испытано на российских беспилотниках»: Швеция признала начало поставок комплекса ПВО Tridon Mk2 на Украину
  • 04.07 11:48
  • 1
Путин: российские штурмовики "без всяких роботов" действуют эффективно
  • 04.07 11:23
  • 1
В США порассуждали о новой роли стареющих штурмовиков A-10
  • 04.07 11:22
  • 2
Тревожное решение США о приостановке поставок оружия Украине (The Economist, Великобритания)
  • 04.07 11:02
  • 9551
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 04.07 08:52
  • 459
Израиль усиливает меры безопасности в связи с опасениями ударов со стороны Ирана
  • 04.07 04:16
  • 2
Эксперт Кузякин: Украина использует маркетинг для вербовки граждан России
  • 04.07 03:47
  • 1
Готова ли Европа к войне? (Financial Times, Великобритания)
  • 04.07 03:20
  • 1
Ростех запускает свой токен RUBx
  • 04.07 02:45
  • 1
Миронов предложил создать морские ЧВК для охраны торгового флота
  • 04.07 02:40
  • 0
Ответ на "«Полный провал конкурента С-400»: в индийской прессе раскритиковали дебют китайского ЗРК HQ-9B на поле боя"
  • 03.07 22:31
  • 2
В добавление к "Интеллектуальные способности высших военных командиров"
  • 03.07 17:40
  • 1100
Израиль "готовился не к той войне" — и оказался уязвим перед ХАМАС
  • 03.07 14:31
  • 6
«Возможен заказ на сотни машин»: на Украине проходят испытания словацкого противодронового бронеавтомобиля Wolf 25 AD