A fonódó magok egypengésű helikoptereket inspirálnak

magok

(Kép: Anette Linnea Rasmussen/Getty)

A repülő famagok mintájára készült mini helikopter hamarosan repülhet a feje fölött. Evan Ulrich és munkatársai a Marylandi Egyetemen, a College Parkban a biológiai világhoz fordultak, hogy inspirációt kapjanak egy kicsinyített helikopter építéséről, amely utánozhatja a teljes méretű repülőgépek tulajdonságait.

A teljes méretű helikopterek összetett felépítése kevésbé hatékony, ha összezsugorodik, ami azt jelenti, hogy a szokásos mini helikopterek erejük nagy részét egyszerűen azért harcolják, hogy stabilan maradjanak a levegőben. A kutatók rájöttek, hogy a passzív stabilitás érdekében tervezett egyszerűbb repülőgép sokkal kevesebb energiát használ fel, és csökkenti a gyártási költségeket az induláshoz.

Kiderült, hogy a természet megverte őket. A fák magjainak, például a juharnak egylapú szerkezete van, amely lehetővé teszi számukra, hogy messzire repüljenek és biztonságosan sodródjanak a földre. Ezeknek a szamaráknak nevezett magoknak nincs szükségük motorra a levegőben történő átpörgéshez, az autorotációnak nevezett folyamatnak köszönhetően. A szamara viselkedését nagysebességű kamerákkal elemezve Ulrich és csapata le tudta másolni a tervét.

Hirdetés

A szamara helikopter nem az első egyszárnyú helikopter - az egyiket 1952-ben repítették, és másokat azóta is megkíséreltek -, de ez az első, amely kihasználja a szamara automatikus forgatását. Ez lehetővé teszi Ulrich járművének néhány ügyes trükköt, például biztonságos zuhanást a földre, ha motorja meghibásodik, vagy függőleges légoszlopokat használ a végtelenségig a magasban. "Kikapcsolhatjuk a motort és az autorotát, amelynek fenntartásához nincs szükség áramra" - mondja Ulrich.

Pitch piloting

A csapat megállapította, hogy az egyszárnyú aprítót nehezebb irányítani, mint a szokásos helikoptert, mert állandó pörgése lehetetlenné teszi, hogy a hagyományos szenzorok segítségével kiderítsék, hogy a vízi jármű a repülési irányához képest milyen irányú. Ami lehetővé tette Ulrich számára az irányítást, az volt a felfedezése, hogy mind a természetes, mind a robot szamárák egy rögzített körben haladnak, amelynek sugarát a szárny magassága határozza meg.

"Megváltoztathatjuk a kör méretét, amelyen a jármű halad, és a repülőgépet bármelyik kívánt helyre irányíthatjuk" - magyarázza Ulrich.

Körülbelül 100 prototípus építése után Ulrich készen áll kereskedelmi alkalmazások keresésére mesterséges szamarájához. Játékként való eladása nyilvánvalóan vonzó, de nagyobb tervei vannak. "Ez potenciálisan versenyezhet a műholdakkal" - mondja Ulrich.

"Egy nagyobb robot szamara kerülne a sugáráramba, és képes lenne használni a gyorsan mozgó levegőt, hogy a magasban maradjon." Szamarára szerelt kamerával 3D-s tereptérképek készíthetők alatta, vagy háborúban képeket továbbíthat a katonáknak a földön.

"A szamara koncepció érdekes, amelynek mérete és tömege szempontjából érdemei vannak" - mondja Stephen Prior, a londoni Middlesex Egyetem autonóm robotrendszereinek kutatója, aki arra figyelmeztet, hogy a jármű forgása megnehezítheti a képek készítését repülési. "Azonban, mint a legtöbb nano-légi jármű, szenved az állóképesség hiányától és a nehéz képektől, hogy stabil képet kapjon le a peronról, mivel folyamatosan forog."