רחפן בהשראת הטבע נעזר ב"נוצות" לצורך תמרון

רחפן בהשראת הטבע נעזר ב"נוצות" לצורך תמרון

This post is also available in: enEnglish (אנגלית)

רחפן צוייד ב"נוצות" על מנת להגביר את הדיוק של טיסתו. כלי הטיס שפותח בהשראת הטבע מסוגל לפרוש או לסגור את הכנפיים במהלך הטיסה, ובכך להקל על יכולת התמרון שלו ולהגביר את עמידותו בפני רוחות חזקות.

ציפורים משנות את תצורת הכנפיים שלהן כאשר הן נדרשות לשנות כיוון, להגביר מהירות או להתמודד עם רוחות. לדוגמא, כדי לפנות הן פורשות כנף אחת ומצמצמות מעט את השניה. בדרך זו של התאמת מוטת הכנפים הן יוצרות חוסר איזון מחושב שמאפשר להן לבצע את הפניה.

חוקרים מהמעבדה למערכות חכמות בבית-הספר הפוליטכני EPFL בלוזאן הסתמכו על מאפייני התעופה של הציפורים על מנת לפתח רעיון לבניית רחפן חסכוני באנרגיה המסוגל לשנות את מוטת הכנפיים שלו, לעוף במהירות גבוהה ולנוע דרך חללים צרים.

מעבדה זו משלבת ביולוגיה והנדסה לתכנון מערכות רובוטיות עתידיות והבנה של תהליכים ביולוגיים.

דאריו פלוריאנו וצוותו ביקשו לפתח רחפן בהשראת הטבע, שיוכל להתמודד עם כל הקריטריונים שהוזכרו. נדרש כי הרחפן יהיה מסוגל לטוס בין מכשולים, לבצע פניות חדות ולהתמודד עם רוחות חזקות. הרחפן שבפיתוח אכן עומד בדרישות אלה. החלק המתנייע של הרחפן ממוקם בקצה החיצוני של הכנפים. הוא פועל כמו אותן נוצות הנמצאות בקצה הכנפיים של הציפור.

"קיבלנו את ההשראה מהציפורים: הם מסוגלות לשנות באופן קיצוני את הגודל והצורה של כנפיהן מפני שהשלד שלהן מפרקי, והוא מונע על ידי שרירים ומכוסה נוצות שחופפות ביניהן כאשר הכנפים מקופלות", הסביר מטיאו די לוקה. גם לרחפן יש נוצות" שניתנות לקיפול ולחפיפה ביניהן כמו במניפה".

לפי האתר של EPFL, אחד האתגרים עמם התמודדו החוקרים היה תכנון ובניית המנגנון המחקה את הטבע. "קשה מאוד למצוא את האיזון הנמוך בין יעילות אווירודינמית לבין משקל הכלי".  הכנף מורכבת מעיקר מחומרים מרוכבים במטרה למקסם את העוצמה תוך צמצום המשקל הכולל של הרחפן.

גם עיצוב הכנפיים כך שיתאימו לסביבה ולתנאי מזג האוויר הוא נושא חשוב באווירונאוטיקה. מהנדסים עדיין מנסים למצוא את התחליף המתאים לכנפיהם הקשיחות של המטוסים. עבור פלוריאנו, ראש המעבדה למערכות חכמות, זהו פרויקט מבטיח: "עם הכנפיים המתקפלות גילינו כי למעשה אין לנו צורך במאזנות כדי שהרחפן יוכל לפנות. באמצעות שינוי מוטת הכנפיים ושטח הפנים במהלך הטיסה נוכל להביא לפנייה אוטומטית של כלי הטיס.

הרחפן החדש יוכל להוות פתח לאפשרויות חדשות. הודות ליכולת ההתאמה שלו, יוכל הרחפן להיות יעיל מאוד בגובה נמוך, בסביבה עירונית בה הרוחות משתנות במהירות.