Kopiranjem ptičjeg leta do učinkovitijih zrakoplova

Kopiranjem ptičjeg leta do učinkovitijih zrakoplova

Može li detaljno proučavanje ptica u letu i promatranje pomicanja njihovih krila poslužiti kao model za učinkovitije pomicanje krila aviona pri polijetanju? Pitanje je kojim se ovih dana bave američki zanstvenici s područja zrakoplovnog inženjerstva na Sveučilištu u Michiganu

Foto: Boris Jagačić

Pripremila: Melita Funda

Sposobnost ptica da lete na način da učinkovito izmjenjuju položaj svojih krila i mijenjaju „oblik“ za vrijeme leta, inspirativna je znanstvenicima i poticajna u njihovom nastojanju da razvijaju niskoenergetske zrakoplove. Ako bi se ptičja tehnika letenja mogla uspješno replicirati, to bi značilo da bi zrakoplovni inženjeri mogli izraditi još brže i pokretljivije avione. Stoga su američki znanstvenici odlučili provesti takozvano istraživanje izbliza ptica i ptičjeg leta, najdetaljniju analizu ptica u letu koja je ikad napravljena.

Povratak prirodi je u povijesti značio korak naprijed za zrakoplovstvo. Još su braća Wright proučavati ptice kako bi postavili temelj za razvoj letenja i ljudske ideje o osvajanju neba. Daniel Inman, profesor zrakoplovnog inženjerstva na Sveučilištu u Michiganu, zajedno sa se međunarodnim timom znanstvenika, pokušava preslikati kretanje ptičjih krila i prenijeti ga na kretanje „nepokretnih“ avionskih krila koja u svom kontrolnom sustavu imaju takozvane zaliske i rešetke. Suvremeni materijali, napredni i visoko osjetljivi kontrolni sustavi te intovativan pristup u istraživanju i promatranju ptičjeg leta, omogućit će profesoru Inmanu i njegovom timu da prenesu učinkovitost ptičjeg leta na zrakoplove.

Projekt je težak šest milijuna dolara i omogućuje znanstvenicima da pod mikroskopom „vladaju“ ptičjim krilima u letu na dosad neviđen način. Dio istraživačkog projekta uključuje novi sustav razvijen na sveučilištu Stanford koji mjeri poremećaj tlaka u zraku oko ptice, a što je daleko bolje od opterećujućeg pristupa koji na životinje postavlja senzore zadužene za praćenje svih promjena pa tako i onih vezanih uz tlak zraka.

„Zbilja je uzbudljivo da je napokon ptičji let stavljen pod budno inženjersko promatračko oko“, kazao je David Lentink, pomoćni profesor strojarstva na Stanfordu koji je razvio sustav. Otkriveno vrijeme potrebno za silu koja upravalja krilima u kombinaciji sa mjerenjem pomicanja krila u 3D tehnici (tisuću sličica u sekundi), je polazište za dešifriranje ptičjeg leta i pomicanja ptičjih krila za vijeme leta, u smislu mijenjanja oblika i položaja, kao i razumijevanja na koji način ptice imaju pod kontrolom aerodinamičku silu koju genenriraju svojim kretanjem u zraku.

galeb_let_2

U ovom istraživačkom pothvatu sudjeluju i biolozi koji montiraju kamere za velike ptičje vrste, poput orlova i sličnih ptica. Kamere prate svaki pokret ptica pri polijetanju, takozvanom klizanju, izvođenju manevara u zraku te njihovom slijetanju. Treća grupa uključena u ovaj projekt su biolozi koji istražuju mišićne promjene na ptičjim krilima, a što bi se moglo učinkovito prenijeti na rad umjetnih avionskim krila. Biomimikrija kao jedna nova grana znanosti se bavi proučavanjem najboljih dizajna i idejnih rješenja koja se mogu pronaći u prirodi. Inženjeri također rade na razvijanju računalne kontrole koja bi radila na sličan način na koji radi ptičji mozak za vrijeme leta. Zamišljeno je da bi jedno središnje računalo primalo informacije preko senzora integriranih na krilima, ti bi senzori zapravo bili poput živaca na krilima ptica, i prenosili bi podatke o protoku zraka i tlaka. Ostaje nada da će znanstvenici naći načina da osposobe sustav za učinkovito mijenjanje oblika i pokreta krila aviona za vrijeme leta.

Istraživači će također provesti detaljno testiranje materijala koji mogu kvalitetno utjecati na pormjenu oblika u odnosu na podražaje, kao što su promjena temperature ili elektriciteta. Izgradnja sustava se bazira na strukturi kostiju i mišića u ptičjim krilima. A sve bi trebalo biti moguće prikazati kroz tehniku 3D ispisa.

Za početak, istraživački tim se koristi i bespilotnim letjelicama za dobivanje boljeg uvida što se dešava s pticama u zraku, a predviđeno je i istraživanje da li komponente dobivene istraživanjem mogu biti uklopljene i primijenjene na posadu zrakoplova, a ne samo na samu letjelicu.

Komentari su zatvoreni