Учёные изучили полёт ястреба и нашли способ сделать дроны манёвреннее

Исследователи из Оксфордского университета и Калифорнийского университета в Дейвисе изучили, как ястреб-тетеревятник (Parabuteo unicinctus) меняет конфигурацию крыльев и хвоста при пролёте через узкие пространства. Результаты опубликованы в журнале Journal of the Royal Society Interface.

В летном зале Оксфордского университета учёные установили пару мягких шестов, создав искусственный узкий проход. Камеры системы захвата движения фиксировали траекторию и положение тела птицы, пока та перелетала с одного насеста на другой. На основе полученных данных были созданы несколько 3D-моделей крыла и хвоста ястреба в различных фазах манёвра. Модели изготовили методом трёхмерной печати из полимера в Центре студенческого проектирования Инженерного колледжа Калифорнийского университета в Дейвисе и протестировали в аэродинамической трубе.

Эксперименты показали: когда ястреб прижимает крылья к телу, он переходит из аэродинамически нестабильного состояния в стабильное. Эффективная статическая зона при этом смещается с −25% до 19% от опорной хорды. Модели с расправленными крыльями демонстрировали нелинейную зависимость между моментом тангажа и подъёмной силой, что позволяет птице находиться как в стабильном, так и в нестабильном режиме полёта в зависимости от создаваемой подъёмной силы.

Традиционные летательные аппараты, созданные человеком, не способны динамически переключаться между стабильным и нестабильным режимами в процессе полёта. Нестабильный режим обеспечивает высокую манёвренность, стабильный — удержание заданного курса.

По заключению авторов, полученные данные могут лечь в основу проектирования беспилотных летательных аппаратов с неподвижным крылом, способных быстро менять пространственное положение за счёт изменения геометрии крыла.