איך כנפי עטלף יכולות לשנות את עולם הרחפנים

This post is also available in: English (אנגלית)

במחקר מרתק שיכול לעצב מחדש את העיצוב של כלים אוויריים, חוקרים מהמעבדה לאבחון זרימה לא יציבה ב-EPFL גילו כיצד כנפיים גמישות עשויות להיות טובות יותר מכנפיים נוקשות עבור רחפנים. הממצאים שלהם, שלוקחים השראה מיכולות הטיסה הייחודיות של עטלפים, חושפים כי כנפיים גמישות מייצרות זרימת אוויר חלקה על פני השטח המעוקל שלהם, ובכך משפרות באופן משמעותי את יעילות התעופה.

על פי TechXplore, פריצת דרך זו הגיעה ממחקר הבוחן כיצד כנפי סיליקון גמישות מתנהגות כאשר הן נחשפות לזרימת אוויר. הצוות מצא כי בניגוד לכנפיים נוקשות מסורתיות המסתמכות על מערבולת קצה כנף לצורך יצירת עילוי, כנפיים גמישות יוצרות זרימה חלקה של אוויר לאורך עקומת הכנף, ויוצרות עילוי גדול יותר מאשר כנפיים נוקשות באותו גודל. עם זאת, יש לשים לב כי העקמומיות חייבת להיות נכונה. אם הכנף גמישה מדי, היא לא מתפקדת כראוי, מה שמדגיש את החשיבות של עיצוב כנף אופטימלי.

הקבוצה לקחה השראה מעטלפים, שכנפי הממברנה הגמישות שלהם מאפשרים להם לעוף ביעילות תוך שהם מוציאים פחות אנרגיה מאשר בעלי חיים רבים אחרים. עטלפים משתמשים בגמישות הכנף שלהם כדי להסתגל לזרמי אוויר משתנים ולשמור על שליטה מדויקת בזמן ריחוף. על ידי שכפול הגמישות הזו בעיצוב הניסיוני שלהם, החוקרים ביקשו לחקות את היעילות שנצפתה בטיסת עטלפים.

באמצעות ממברנה גמישה המותקנת על מסגרת נוקשה, החוקרים צפו בזרימת האוויר מעל הכנף במיכל מים מעורבב עם חלקיקי נותב. על פי TechXplore, בניסויים שלהם התגלה כי העיוות הטבעי של הכנף מנע היווצרות מערבולת, ובמקום אפשר זרימת אוויר חלקה שהגדילה את העילוי.

ממצאים אלה לא רק מספקים תובנות חשובות לביולוגים, אלא גם מבטיחים יישומים הנדסיים. על פי אלכסנדר גרקה, המחבר הראשון של המחקר, מחקר זה יכול להוביל לכלי טיס יעילים יותר, במיוחד בזמן שרחפנים ממשיכים להתכווץ בגודלם. רחפנים קטנים יותר פגיעים יותר לשיבושים אווירודינמיים, ושילוב כנפיים גמישות ומנופפות יכול לאפשר יכולות ריחוף טובות יותר והובלת מטענים יעילה יותר.

המאמר פורסם בכתב העת Proceedings of the National Academy of Sciences.