طراحی پهپاد با الهام از بال خفاش‌

محققان گروه مکانیک پروازی و ایرودینامیک دانشگاه ساوث‌همپتون نسل جدیدی از پهپاد را با استفاده از بال‌های غشایی الهام‌گرفته از خفاش‌ها طراحی کرده‌اند که می‌تواند ایرودینامیک پهپاد را ارتقا بخشیده و مدت طولانی‌تری به پرواز ادامه بدهد.

کد خبر: ۱۱۴۰۹۳

تاریخ: ۰۹ تير ۱۳۹۵ - ۰۹:۰۴

به گزارش ایران اکونومیست  به نقل از رویترز، ویژگی منحصربفرد بال خفاش‌ها این است که از ماهیچه ساخته شده و زمانی که شروع به بال زدن می‌کند، در حقیقت تغییر شکل داده و حالتش عوض می‌شود. این تغییر شکل است که عملکرد آن‌ را بهینه‌تر کرده و پرواز را آسانتر می‌کند.

محققان با استفاده از یک غشای لاستیکی نازک، بالهایی را طراحی کردند که از فیزیولوژی عضلات موجود در بال خفاش تقلید می‌کند و در واکنش به نیروهای وارده تغییر شکل می‌دهد.

به گفته محققان، ساختار بالها در زمان عبور هوا از روی آن شرایطی شبیه به گرداب را ایجاد می‌کند که اجازه می‌دهد تا بالاتر برود.

در زمان افزایش جریان هوا از سطح و خطر سقوط پهپاد، یک بال غشایی می‌تواند آن را در هوا نگه دارد زیرا دینامیک سطحی به ایجاد گرداب‌هایی می‌پردازد که بال را به سمت پایین چرخانده و باعث بالارفتن پهپاد می‌شوند.

این بالهای غشایی در آینده همچنین با پلیمرهای الکتروفعالی ترکیب خواهند شد که آن‌ها را بسته به ولتاژ اعمال شده، سخت یا شل می‌کند و عملکرد آن‌ها را ارتقا می‌بخشد. این امر به تقلید از کنترلی می‌پردازد که خفاش‌ها طی پرواز بر روی بال‌های خود دارند.

تحقیق دانشمندان دانشگاه براون در سال 2014 نشان داد که خفاش‌ها از یک شبکه کوچکی از عضلات موسوم به پلاجیوپاتاجیالس( Plagiopatagiales ) در پوست بال خود برخوردارند که آن‌ها را قادر می سازد سفتی و انحنای بالهای خود را در زمان پرواز کنترل کنند.

دو پروانه الکتریکی در زیر بال‌ها یک جریان هوا ایجاد کرده و به پهپهاد کمک می‌کند مانند یک هواناو به هوا برخاست کند. این پروانه‌ها به محض قرار گرفتن پهپاد در هوا به شکل افقی کج شده و به بالگرد اجازه می‌دهند مانند یک هواپیمای عادی پرواز کند. این پهپاد آزمایشی با عرض 50 سانتیمتر برای پرواز روی سطح دریا طراحی شده و همچنین می‌تواند بر روی هر سطح صافی پرواز کند یا بر موانع بلندتر برای یک دوره زمانی کوتاه غلبه کند.

بال غشایی با استفاده از ترکیبی از کار تجربی در ساوث‌همپتون و تحقیقات محاسباتی در امپریال کالج لندن آزمایش شد. به گفته محققان، این بال مفهومی در نهایت به پهپاد اجازه خواهد داد تا در مسافت‌های طولانی‌تر و با بار بیشتر از میزان کنونی پرواز کند.

گام بعدی دانشمندان، ترکیب این تحقیق الهام گرفته از محیط زیست با طراحی‌های پهپادهای رایج در چند سال آینده است.