Fledermaus-inspirierten Flugroboter dauern in den Himmel
Wie Fledermäuse schnell ihre Flügel im Flug flattern begeistern konnten neue Designs von Flugrobotern, laut einer neuen Studie.
Die Forscher untersuchten, wie Flughunde ihre Flügel nutzen, um die Luft um sie herum zu manipulieren. Verständnis, wie diese Prozesse in der Natur funktionieren könnte helfen, Ingenieure entwerfen kleine fliegende Roboter, bekannt als "micro Air Vehicles," mit mit Flügeln, sagte der Wissenschaftler.
"Fledermäuse haben verschiedene Flügel Formen und Größen, je nach ihrer evolutionären Funktion" Danesh Tafti, Professor an der Fakultät Maschinenbau und Direktor des hohe Performance Computational Fluid thermische Science and Engineering Lab an der Virginia Tech, sagte in einer Erklärung. "In der Regel Fledermäuse sind sehr wendig und können sehr schnell ihre Flugbahn ändern – hohe Wendigkeit für midflight Beutefang zeigt, so ist es von Interesse zu wissen, wie sie dies tun." [Die 6 erstellt seltsamsten Roboter jemals]
Flughunde und mehr als 1.000 andere Arten von Fledermäusen, Flügeln aus flexiblen, "Schwimmhäuten" Membranen, die ihre Finger zu verbinden, sagte der Forscher. Flughunde wiegen in der Regel über eine Unze (30 Gramm) und ihren voll ausgefahrenen Flügeln können jeder messen etwa 6,7 Zoll (17 cm) in der Länge, Tafti sagte.
Um zu untersuchen, wie diese Tiere ihren Flügeln zu schlagen, die Wissenschaftler Messungen der live fliegende Fledermäuse werden erfasst und speziell entwickelte Software zur Analyse der Beziehung zwischen den Bewegungen der Tiere und die Bewegung der Luftströmung um ihre Flügel.
Sie fanden überraschenderweise, dass Fledermäuse die Bewegung der Flügel verändern könnte, um die Kräfte das flattern zu maximieren. Dies bedeutet, dass eine Fledermaus Bereich des Flügels erhöhen kann, um mehr als 30 Prozent auf positive Kräfte zu maximieren, während es nach unten drückt. Umgekehrt kann eine Fledermaus Bereich des Flügels um einen ähnlichen Betrag verringern, wie es klappen nach oben, die ungünstige Kräfte herunterdrücken minimiert und hält die Fledermaus agile ringt.
"Es seine Flügelform und Größe verzerrt kontinuierlich während flattern," sagte Tafti.
Durch die Nachahmung von diesen flatternden Bewegungen, könnten Ingenieure effizienter Flugroboter entwerfen, sagte der Forscher.
"Als nächstes möchten wir erkunden Dekonstruktion die scheinbar komplexe Bewegung von Fledermaus-Flügel in einfacher Bewegungen ist notwendig, um eine Fledermaus-inspirierten Flugroboter" Co-Autor Kamal Viswanath, ein Research Engineer bei der Labore für Computational Physics studieren und Fluiddynamik an der US Naval Research Lab in Washington, D.C., sagte in einer Erklärung.
Die Forscher hoffen auch zu untersuchen, wie verschiedene Flügel Bewegungen, nicht nur Fläche, Einfluss auf die Kraft von der fliegende Fledermaus produziert.
"Wir möchten auch andere Fledermaus-Flügel-Bewegungen zu erkunden wie eine Fledermaus im Horizontalflug oder eine Fledermaus versuchen, schnell zu manövrieren, um zu beantworten Fragen, unter anderem: Was sind die Unterschiede in der Flügelbewegung, und wie sie übersetzen, Luftbewegung und Kräfte, die die Fledermaus erzeugt?" Tafti sagte. "Und schließlich, wie können wir dieses Wissen um den Flug eines autonomen fliegenden Fahrzeugs zu steuern?"
Die detaillierten Ergebnisse wurden online veröffentlicht heute (18. Februar) in der Zeitschrift Physik der Flüssigkeiten.
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