Студенты факультета аэрокосмической техники технологического университета Дельфта (TU Delft) в содружестве с исследователями из группы экспериментальной зоологии университета Вагенингена (Experimental Zoology Group) спроектировали один из самых необычных самолётов-беспилотников.

Микроаппарат RoboSwift задуман как механическое (но не бездумное) подражание стрижу. Он должен продемонстрировать выдающиеся лётные данные, благодаря заимствованию патентов у природы.

Размах крыльев у этого аппарата составит всего 50 сантиметров, а вес – 80 граммов. Его литий-полимерные батареи обеспечат роботу 20 минут активного полёта. Они будут питать небольшой электродвигатель, вращающий воздушный винт.

Судя по именам, команда из Дельфта весьма интернациональная (фото RoboSwift team).

Интересно также, что новый самолёт должен научиться планировать в течение приличного времени – порядка часа. Это потребуется для миссий по дистанционному наблюдению за земной поверхностью.

Впрочем, главная изюминка проекта – это крылья с изменяемой геометрией. Только не спешите разочаровываться, мол, уже десятилетия в мире существуют истребители и бомбардировщики с крылом переменной геометрии.

Тут речь нужно вести скорее о морфинге, поскольку дело заключается не только в изменении угла стреловидности. Всё гораздо сложнее.

Как сказано в пресс-релизе команды RoboSwift, студенты отталкивались от исследований своего наставника Дэвида Лентинка (David Lentink), который весной нынешнего года опубликовал в Nature материал о стрижах.

Изменение формы крыльев самолёта-робота. Обратите внимание: при отклонении крыла назад его перья накладываются друг на друга (иллюстрация RoboSwift team).

Изучив их аэродинамику, параметры полёта, а также пронаблюдав за птицами в аэродинамической трубе, Лентинк нашёл, что столь великолепными, стремительными летунами стрижей делает не просто способность менять форму крыльев (для птицы — дело обычное).

Интересен тот факт, что стриж плавно подстраивает форму крыла. Непрерывно в ходе всего полёта, сообразно, в частности, скорости. И в широких пределах. Причём именно в фазе парения.

Это и позволяет стрижу выполнять эффектные и эффективные манёвры в воздухе. И разгон по прямой, и скоростной разворот почти на месте — не представляют для этих живых асов проблемы.

Для дистанционно пилотируемого самолёта, предназначенного для патрулирования в самых разных условиях, это было бы очень ценным качеством. Не меньше такие сверхспособности пригодятся и при изучении стрижей.

Да, авторы проекта полагают, что их самолёт-разведчик может быть использован и для биологических исследований – наблюдением за стаями птиц в небе, так сказать, изнутри. А чтобы не отстать от стремительных птиц на высоте, крошечная машинка должна быть не менее проворной.

А значит, крылья RoboSwift будут менять свою форму.

Несимметричное управление крыльями позволит машине делать резкие повороты (иллюстрация RoboSwift team).

Студенты вычислили, что схема с четырьмя концевыми перьями на каждом крыле (способными поворачиваться) обеспечивает, с одной стороны, достаточный «морфинг-потенциал», а с другой — проста для проектирования и изготовления.

Важно отметить, что крыло микромашины будет не только отклоняться назад на большой скорости, но и заметно уменьшать при этом свою площадь. В то время как у существующих самолётов с изменяемой геометрией крыла и в распрямлённом, и в максимально отклонённом состоянии площадь эта меняется мало.

К тому же, самолёты с изменяемой геометрией используют это изменение скупо. Они взлетают с прямым крылом, а разогнавшись, отклоняют его назад. Никакой фантазии, в общем.

RoboSwift сможет менять форму своих крыльев очень быстро, в любой фазе полёта, да ещё – правого и левого крыла индивидуально. За счёт выборочного складывания одной стороны микроробот сможет выполнять такие пируэты, что никакому истребителю и не снились.

Но на этом придумки нидерландской команды не исчерпываются. Машина сможет парить как птица и при этом будет складывать пропеллер для уменьшения аэродинамического сопротивления.

Всё это позволит ей стать прекрасным разведчиком, которого трудно обнаружить что визуально, что по звуку.

На самолёте будут установлены три микрокамеры. Две, смотрящие вперёд, и одна — вниз. Пилот RoboSwift, находящийся на земле, сможет получать картинки с этих камер на свои очки-дисплеи и таким способом, если судить по данной иллюстрации, наблюдать как за жизнью птиц, так и за передачей секретных материалов между шпионами (иллюстрация RoboSwift team).

Кстати, мы уже видели микросамолёт-беспилотник, вдохновлённый чайкой, самолёты-разведчики, использующие тактику орла и мухи, но поиски оптимальных биоконструкций продолжаются.

Не зря же учёные уже не раз и не два устанавливали на птицах маленькие видеокамеры. Не для наблюдения за красотами земной поверхности, а для съёмок работы перьев в полёте.

В этом смысле проект RoboSwift ложится в общую струю. А будет ли он успешным – увидим. Собственно уже в 2008 году практика расставит все точки над i.

Причём голландцам будет с чем сравнивать своё творение: в 2008-м команда RoboSwift надеется принять участие в первом американо-азиатском соревновании по летательным аппаратам размерности «микро» (MAV 08), которое пройдёт с 10 по 15 марта в индийском городе Агра.

19 июля 2007

MEMBRANA