Нанкинская пустельга. Источник: RMIT
Новое совместное исследование RMIT и Бристольского университета раскрыло секреты удивительно устойчивого полета пустельги и может помочь в разработке будущих конструкций беспилотников и стратегий управления полетом.
Исследование «Устойчивость в парении: кинематика изменения крыла и хвоста пустельги во время зависания» было опубликовано в Журнале экспериментальной биологии. Это совместная работа Марио Мартинеса Гроувса-Рейнса, Джорджа Йи, Мэтью Пенна, Саймона Уоткинса, Шейна Виндзора и Абдулгани Мохамеда.
Сделав дроны более безопасными и устойчивыми в условиях турбулентности или в городах, где порывы ветра от высоких зданий затрудняют полеты, можно чаще использовать такие приложения, как доставка посылок, продуктов питания и мониторинг окружающей среды.
Исследование, проведенное в промышленной аэродинамической трубе RMIT — одной из крупнейших в своем роде в Австралии, — стало первым, в котором точно измерена устойчивость головы пустельги Нанкина во время зависания в воздухе. Было обнаружено движение менее 5 мм во время охотничьего поведения.
«Обычно самолеты используют движения закрылков для стабилизации, чтобы достичь устойчивости во время полета», — сказал ведущий исследователь RMIT доктор Абдулгани Мохамед.
«Наши результаты, полученные за несколько лет, показывают, что хищные птицы больше полагаются на изменения площади поверхности, что имеет решающее значение, поскольку это может быть более эффективным способом достижения устойчивого полета и для самолетов с фиксированным крылом».
Анатомия устойчивого полета
Пустельги и другие хищные птицы способны сохранять голову и тело чрезвычайно неподвижными во время охоты. Это особое поведение в полете, называемое зависанием в ветре, позволяет птицам «висеть» на месте при подходящем ветре, не хлопая крыльями. Сделав небольшие изменения в форме крыльев и хвоста, они могут достичь невероятной устойчивости.
Нанкинская пустельга парит в аэродинамической трубе университета RMIT. Источник: RMIT
Благодаря достижениям в области камер и технологий захвата движения исследовательская группа смогла наблюдать за двумя нанкинскими пустельгами, обученными в Leigh Valley Hawk and Owl Sanctuary, в высоком разрешении.
Благодаря светоотражающим маркерам точные движения птиц и методы управления полетом во время полета без взмахов крыльев впервые были подробно отслежены.
«Предыдущие исследования включали в себя птиц, которые небрежно летали сквозь турбулентность и порывы ветра в аэродинамических трубах; в нашем исследовании мы отслеживали уникальное поведение полета с зависанием в ветре, при котором птицы активно поддерживают экстремальную устойчивость, что позволяет нам изучать чистую реакцию управления без взмахов», — сказал Мохамед.
Картографируя эти движения, исследователи получили информацию, которую можно использовать для достижения более устойчивого полета самолетов с фиксированным крылом.
«Поведение зависания в зависимости от ветра, которое мы наблюдали у пустельг, является наиболее близким к поведению самолетов с фиксированным крылом в мире птиц», — сказал Мохамед.
«Наши выводы, касающиеся изменений площади поверхности крыла, можно применить к конструкции трансформирующихся крыльев в дронах, что повысит их устойчивость и сделает их более безопасными в неблагоприятных погодных условиях».
