Хай-тек Орнитоптер-муходрон: будет опылять или подумает?

Рубрика Николая Гринько на "Вестях ФМ".

Группа инженеров из Массачусетского технологического института под руководством Юй Фэн Чэня разработала миниатюрный орнитоптер массой около 750 миллиграммов, который способен продержаться в воздухе более 1000 секунд, что на два порядка превышает показатели существующих аналогов. Дрон оснащен четырьмя крыльями и обладает достаточной маневренностью, чтобы следовать по сложным траекториям со средней скоростью 30 сантиметров в секунду с отклонением менее сантиметра. Кроме того, микродрон способен выполнять в воздухе акробатические трюки: одиночные и двойные перевороты. Питание к актуаторам дрона поступает от внешнего источника по проводам. Помимо собственной массы, он способен нести до 500 миллиграммов полезной нагрузки, чего, по мнению разработчиков, должно быть достаточно для размещения сенсоров системы восприятия и собственного источника питания. Авторы работы считают, что рой подобных микродронов мог бы выполнять работу по искусственному опылению растений в будущем.

Коллектив редакции нашей программы поясняет. Долгое время у инженеров не существовало представления о том, какую схему использовать при конструировании сверхминиатюрных летательных аппаратов. Поначалу предпринимались попытки строить планеры с двумя крыльями и маршевым воздушным винтом, но быстро выяснилось, что для создания подъемной силы площади крыла таких размеров недостаточно. Тогда задумались о вертолетной схеме с несущим и рулевым винтами, но и тут мешала компактность – дроны получались очень неустойчивыми. Следом пришли многовинтовые схемы, но и квадрокоптеры нельзя сделать совсем крохотными – турбулентность, создаваемая четырьмя винтами, мешает им нормально функционировать. И тогда инженеры задумались о том, что ни одно летающее насекомое не обладает пропеллером, но при этом прекрасно перемещается в воздушной среде с помощью машущих крыльев.

Согласно расчетам, оказалось, что аппарат весом в несколько граммов может нормально маневрировать только при отсутствии вращающихся винтов. Но вот сконструировать крылья, способные работать, как у мухи, стрекозы или хотя бы бабочки, инженерная наука очень долго не могла. Лишь в последнее десятилетие, когда появились принципиально новые материалы и технологии, стало возможным создавать актуаторы, которые не только создают устойчивые воздушные потоки, но и умеют быстро адаптироваться, изменяя форму несколько тысяч раз в секунду, начали появляться первые микродроны. Конечно, им еще очень далеко до насекомых, но первые шаги уже сделаны. Ну, а все рассказы о том, что роботы скоро смогут опылять сельхозугодья вместо вымирающих пчел, – это, конечно, всего лишь фантазии, призванные оправдать финансирование разработок. Хотя…