پژوهشگران با بررسی دقیق سازوکار پروازی شاهین استرالیایی، موفق به شناسایی عوامل پایداری این پرنده در جریانهای هوایی آشفته شدند. این دستاورد علمی که با ساخت یک نمونه رباتیک حاصل شده، مسیر را برای طراحی نسل جدید پهپادهای مقاوم در برابر باد هموار میکند.
راز پایداری شاهین در جریانهای آشفته
به گزارش مگزین و به نقل از خبر آنلاین، بسیاری از پهپادهای کوچک امروزی در مواجهه با تندبادهای ناگهانی دچار اختلال در پرواز میشوند. گروهی از محققان دانشگاههای RMIT استرالیا و بریستول بریتانیا با مطالعه شاهین استرالیایی (Falco cenchroides) دریافتند که تندبادهای عمودی برای بالهای کوچک بسیار مخربتر از بادهای افقی هستند. طبق یافتههای این تیم، جریانهای عمودی بسته به شکل بال، میتوانند بین ۲۵ تا ۱۰۰ برابر تغییرات بیشتری در نیروی برا ایجاد کنند.
بررسیهای آزمایشگاهی با استفاده از فناوری Motion Capture نشان داد که شاهین استرالیایی بیش از ۲۲ درجه آزادی حرکتی برای تنظیم وضعیت بدن خود دارد، در حالی که پهپادهای معمولی تنها از چهار درجه آزادی برخوردارند. همچنین تمرکز جرم در بخش مرکزی بدن پرنده، واکنش شاهین به تندبادها را دو برابر سریعتر از پهپادهای هماندازه کرده است.
نقش کلیدی دم و حسگرهای زیستی در پرواز
محققان با ساخت یک شاهین رباتیک بر اساس تصاویر سیتیاسکن و آزمایش آن در تونل باد با سرعت ۷ متر بر ثانیه، دریافتند که همکاری همزمان بالها و دم، عامل اصلی پایداری است. دم شاهین مانند یک پیچ تنظیم عمل میکند؛ باز شدن کامل آن مقاومت در برابر تندبادها را افزایش داده و جمع شدن آن، امکان مانورهای سریع را فراهم میکند.
علاوه بر ساختار فیزیکی، پرهای خاصی به نام Filoplumes با پایانههای عصبی و گیرندههای مکانیکی در مفاصل، ارتعاشات و تغییرات جریان هوا را بهصورت آنی تشخیص میدهند. همچنین پرهای شاهین با باز شدن خودکار در هنگام افزایش فشار، از جدا شدن جریان هوا روی سطح بال جلوگیری میکنند. پژوهشگران امیدوارند با انتقال این سازوکارهای پیچیده به سامانههای کنترلی، نسل آینده پهپادها بتوانند پیش از وقوع آشفتگی، برای آن آماده شوند و در آینده از این فناوری در هواپیماهای بزرگ نیز استفاده کنند.
منبع: khabaronline.ir
