تم إنشاء طائرة بدون طيار بدون مراوح يمكنها التحليق في الهواء – فيديو

تضطر الطائرات الحديثة إلى البحث عن حل وسط. تتميز الطائرات بدون طيار المزودة بمراوح بقدرة عالية على المناورة ويمكن أن تحوم في مكانها، ولكنها تستهلك أيضًا الكثير من الطاقة. تطير الطائرات بفضل أجنحتها الصلبة بكفاءة عالية، لكنها لا تستطيع أن تظل متجمدة في الهواء لفترة طويلة، مثل الصقر الذي يبحث عن فريسة.

قام معهد ماكس بلانك للأنظمة الذكية (MPI-IS) في توبنجن بتطوير روبوت متغير الشكل، Floaty، والذي يجمع بين الميزتين. تم وصف التصميم في المجلة الروبوتات npj.

في عملهم، استوحى المهندسون إلهامهم من الطيور التي يمكنها التحليق باستخدام التيارات الهوائية وتعديل موضع أجنحتها ببساطة. مثل نظرائه من الريش، يستغني هذا الروبوت عن المراوح للحفاظ على الارتفاع.

تم اختبار الطفو في نفق الرياح بسرعات تدفق تصل إلى 10 م/ث. يستخدم الروبوت الهواء الصاعد بسرعة من الأسفل ويغير بسرعة موضع اللوحات الأربعة المتحركة في الجزء العلوي. ومن خلال تدوير هذه اللوحات القابلة للتعديل، فإنه يتحكم في تدفق الهواء حول الجسم، وبالتالي يغير قوة السحب.

وهذا يسمح لـ Floaty بالحفاظ على توازنه حتى لو دفعه التيار إلى الجانب – كل ذلك بدون دفع نشط واستهلاك عالي للطاقة. وبفضل مجموعة متنوعة من تجارب نفق الرياح، يعتمد الروبوت على نموذج ديناميكي هوائي مدرب يسمح له بالتحكم بدقة في موضعه والتحليق في مكانه. لقد نجح في استعادة الاستقرار بعد الصدمات الجسدية وهبوب الرياح.

تقول المؤلفة الأولى غدير المكيل من مجموعة التعلم والأنظمة الديناميكية في MPI-IS: “نعتقد أن عملنا يفتح آفاقًا جديدة في إنشاء روبوتات طائرة أكثر كفاءة وصديقة للبيئة. فبدلاً من الاعتماد على المحركات لتوفير الدفع، “يُظهر فلوتي أن الروبوتات يمكنها تسخير طاقة الرياح بذكاء مثل الطيور، مما يوفر طنًا من الطاقة مع الحفاظ على القدرة على التحكم”.

يعترف المطورون بأن تحقيق الاستقرار مع الحفاظ على القدرة على المناورة لم يكن بالأمر السهل. في الاختبارات الأولى للأنبوب، سقط فلوتي على جانبه بدلاً من أن يستوي. ولحل المشكلة، خفض الباحثون مركز ثقل الآلة وأعادوا تصميم الأبواب الصلبة، مما منحهم انحناءًا محسوبًا بدقة. بفضل هذه التعديلات، أصبحت الطائرة بدون طيار مستقرة بشكل طبيعي وتقوم بضبط توازنها تلقائيًا أثناء الطيران.

“يمكن استخدام الروبوت الخاص بنا في العديد من بيئات الحياة الواقعية حيث توجد تيارات صاعدة. ويمكنه، على سبيل المثال، فحص مداخن المصانع مع حركة هواء تصاعدية قوية – مع الحد الأدنى من التعديلات. قد تكون التكنولوجيا المماثلة مفيدة للتحكم في الصواريخ أثناء إعادة الدخول إلى الغلاف الجوي أو لضبط مسار بالونات الطقس. يقول مايكل موهليباتش، رئيس مجموعة التعلم والأنظمة الديناميكية، والمؤلف المشارك في البحث: “هناك الكثير من الخيارات حيث يمكنك استخدام التيارات الصاعدة لتوفير الطاقة”. ورقة.