Это интересно

Разоблачение воздушных акробатов поможет создателям робожуков-шпионов


Робототехника, не чуждая бионике, не перестаёт поражать. К летучим робомышам, может быть, скоро добавятся летающие боты размером с насекомое.
Издавна узнаваемый феномен: соотношение тяги и массы тела насекомых существенно ужаснее, чем у самолёта Можайского. Просто говоря, хоть какой авиационный университет вышлет дипломный проект на доработку, если в нём представлена конструкция обыденного шмеля. По законам традиционной аэродинамики, он никогда не оторвётся от земли.
Опыты же биологов, напротив, демонстрируют, что если к насекомому подвесить вес больше его собственного, то оно всё равно полетит. Так можно ли сделать отлично летающего робожука на базе наших сегодняшних познаний?
Разоблачение воздушных акробатов поможет создателям робожуков-шпионов

Тирас Лин, скоростная камера и бабочки, оставшиеся, правда, за кадром.

Исследователи из Института Джонса Хопкинса (Балтимор, США) пробуют разобраться в том, что делает насекомых такими неплохими летунами, а аэродинамику — настолько слепой к секретам фуррора этих обычных созданий. Начали с бабочки. Вокруг замкнутого аквариума были установлены три цифровые камеры, снимающие полёт умопомрачительных созданий со скоростью 3 тыс. кадров за секунду со всех направлений.

Почему бабочки? Южноамериканская Военно-воздушная исследовательская лаборатория, финансирующая эту работу вкупе с Государственным научным фондом, желает получить разведывательные летательные микроаппараты (ЛМА) размером с жука.
Достоинства понятны: не каждый боец ПВО противника рассмотрит такового лазутчика, ну и сбить объект, перепархивающий с цветка на цветок, будет трудно. Другими словами, от бабочек нужна их сверхманёвренность, способность укрываться от противника даже в высочайшей травке, за углом городского строения, где угодно. Конкретно это отлично удаётся грациозным созданиям: сложив крылья, они соединяются с поверхностью цветка, и даже самые резвые и проворные птицы не всегда могут найти их.

Уже сделанные ЛМА соответствуют насекомым только по размеру. Дела с манёвренностью пока обстоят не наилучшим образом, но, похоже, доктору Раджату Митталу и его ассистенту Тирасу Линю удалось сделать один принципиальный шаг. Они нашли, что бабочки не просто машут крыльями: при резких манёврах они изгибают их так, что центр масс насекомого серьёзно сдвигается (приблизительно то же делает лыжник, чтоб двигаться вперёд).

Рукотворные летательные аппараты могут играть с формой крыла, изгибать закрылки и т.д., но изменение центра масс никогда не закладывалось в расчёты: ведь для каждого ц. т. пришлось бы поновой обрисовывать аэродинамику, практически создавать несколько различных самолётов в одном.
Разумеется, и бабочка, займись она этой арифметикой, тоже затруднилась бы с полётом. На самом деле, она является одним ЛА при взлёте, другим — при прямолинейном перемещении, и обилием других — чуть не для всех собственных пируэтов. Вертолёт, превращающийся в самолёт, а потом в ракету либо планер, — вот, пожалуй, самая близкая аналогия.

Новизна такового подхода в том, что прошлые исследователи всегда указывали на чрезвычайную лёгкость крыльев насекомых в сопоставлении с их общей массой. Потому резкие извивы не учитывались при обсчёте расположения центра тяжести, приравнивая их к традиционным летательным аппаратам, сделанным человеком, у каких он практически неподвижен. Но у бабочек площадь крыльев очень велика, а масса тела — только мала, и это правило для их само мало ничего не означает.

По словам г-на Линя, это суждение следует учесть при предстоящей доработке имеющихся ЛМА. Полезным оно будет и для энтомологов. На данный момент исследователи изучают полёт дрозофил.
Особенный энтузиазм вызывает способность мух садиться ввысь ногами, что, как досадно бы это не звучало, труднодоступно рукотворным летательным аппаратам даже на теоретическом уровне. Но ведь это только сейчас, да?

Источник: compulenta.ru