Команда аспирантов во главе с профессором сенсорных систем UniSA Явааном Чахлом провела часть работы по изоляции COVID-19 2020 года, проектируя и тестируя ключевые части дрона в стиле стрекоз, которые могут соответствовать экстраординарным навыкам насекомого в парении, крейсерском плавании и высшем пилотаж.
Студенты UniSA работали над проектом удаленно, решая математические формулы дома на белых досках, оцифровывая стереофотографии крыльев насекомых в 3D-модели и используя свободные комнаты в качестве мастерских по быстрому прототипированию для тестирования частей беспилотного летательного аппарата с машущим крылом.
Их выводы опубликованы в журнале Drones.
Описывая стрекозу как «летающее насекомое на вершине», профессор Чал говорит, что из ее мастерства в воздухе можно извлечь многочисленные инженерные уроки.
"Стрекозы чрезвычайно эффективны во всех областях полета. Они должны быть.
Вылезая из-под воды до самой смерти (до шести месяцев), самцы стрекоз участвуют в постоянной опасной схватке с соперниками-самцами. Спаривание требует воздушного преследования самок, и они постоянно избегают хищников. Их летные способности развивались за миллионы лет, чтобы обеспечить их выживание ", – говорит профессор Чал.
"Они могут быстро разворачиваться на высоких скоростях и взлетать, неся вес более чем в три раза превышающий их собственный вес.
Они также являются одними из самых эффективных хищников в природе, преследуя, преследуя и ловя свою добычу с 95-процентным успехом."
В последние годы использование дронов резко возросло – для обеспечения безопасности, военных, доставки, правоохранительных органов, съемок и, в последнее время, для проверки состояния здоровья – но по сравнению со стрекозой и другими летающими насекомыми они грубые и потребляют энергию.
Команда UniSA смоделировала уникальную форму тела и аэродинамические свойства стрекозы, чтобы понять, почему они остаются идеальным летательным аппаратом.
Поскольку неповрежденных стрекоз сложно поймать, исследователи разработали оптическую технику для фотографирования геометрии крыльев 75 различных видов стрекоз (Odonata) из стеклянных витрин в музейных коллекциях.
В первом в мире эксперименте они реконструировали трехмерные изображения крыльев, сравнивая различия между видами.
«Крылья Dragonfly длинные, легкие и жесткие, с высоким коэффициентом аэродинамического сопротивления, что обеспечивает им превосходные аэродинамические характеристики.
"Их длинный живот, который составляет около 35 процентов веса их тела, также эволюционировал, чтобы служить многим целям.
В нем находится пищеварительный тракт, он участвует в воспроизводстве и помогает сохранять равновесие, стабильность и маневренность. Брюшко играет решающую роль в их летных способностях."
Исследователи считают, что беспилотник, похожий на стрекозу, может выполнять множество задач, в том числе собирать и доставлять неудобные, несбалансированные грузы, безопасно работать рядом с людьми, исследовать хрупкую природную среду и выполнять длительные миссии по наблюдению.