Sayap seperti burung dapat membantu drone tetap stabil dalam hembusan angin
Robotics

Sayap seperti burung dapat membantu drone tetap stabil dalam hembusan angin


Tampilan samping dari tiga sayap camar yang dicetak 3D yang diuji di terowongan angin untuk mengeksplorasi apakah bentuk sayap burung yang rumit akan bermanfaat untuk drone. Kredit: Christina Harvey, AIMS Lab, University of Michigan

Sayap yang dapat memvariasikan bentuknya sebebas sayap burung dapat memiliki keuntungan untuk pesawat kecil di lingkungan buatan, sebuah studi baru yang dipimpin oleh para insinyur di University of Michigan menunjukkan.

“Ini hanya dua kegunaan yang kami identifikasi, tetapi bagian lain yang membuat saya sangat bersemangat adalah, seperti pada burung, satu sayap morphing 3D dapat menyelesaikan berbagai macam tugas. Fakta bahwa hanya dua sambungan memungkinkan rentang kendali yang begitu luas. menjanjikan untuk desain pesawat,” kata Christina Harvey, Ph.D. mahasiswa teknik kedirgantaraan di UM dan penulis pertama makalah di Jurnal Antarmuka Royal Society.

Karena burung dapat mengungguli bahkan drone berukuran serupa kami yang paling canggih, para insinyur tertarik pada kemungkinan sayap seperti burung. Burung membuat sayap morphing terlihat mudah, menekuk di berbagai bidang dan lengkungan.

Namun, membuat kendaraan udara tak berawak, atau UAV, dengan sayap yang berubah itu sulit — biasanya, para peneliti hanya mengelola emulasi kasar burung, dengan beberapa permukaan di setiap sayap. Jika para insinyur akan melakukan tantangan untuk meniru variabilitas alami itu, mereka ingin memastikan ada imbalannya.

“Aspek yang paling luar biasa dari penelitian ini adalah menyadari betapa banyak yang tidak diketahui tentang avian gliding dan mempelajari seberapa banyak peningkatan yang dapat dilakukan di pesawat, termotivasi oleh apa yang kita pelajari dari burung. Penemuan di sini berjalan dua arah: Kami dapat berkontribusi untuk memahami penerbangan burung serta desain UAV,” kata Dan Inman, Profesor Teknik Dirgantara Universitas Harm Buning, dan penulis senior makalah tersebut.

Tim menggunakan simulasi komputer untuk mencari keuntungan dari sayap morphing 3D. Studi mereka menelusuri semua bentuk yang diketahui dibuat oleh burung camar dengan sayap mereka saat meluncur, melalui kombinasi posisi “siku” dan “pergelangan tangan”. Mereka menguji masing-masing dalam simulasi penerbangan meluncur dan mengidentifikasi dua manuver di mana morphing sayap 3D penuh mungkin berguna untuk UAV. Mereka mengkonfirmasi keakuratan simulasi dengan tes terowongan angin dari model cetak 3D.

Salah satu kekuatan dari morphing sayap 3D adalah stabilitas saat hembusan angin. Dengan mengubah bentuk sayapnya, burung mungkin dapat mempertahankan orientasi dan ketinggiannya meskipun diterpa angin sepoi-sepoi. Ini akan berguna untuk UAV yang kecil, ringan dan terbang lebih dekat ke rintangan daripada pesawat konvensional—misalnya, di antara gedung-gedung di jalan-jalan kota.

“Dengan memungkinkan karakteristik stabilitas untuk disesuaikan secara independen dari daya angkat, sayap morphing 3D mungkin lebih siap untuk menyesuaikan di lingkungan seperti itu,” kata Harvey.

Area peningkatan potensial lainnya adalah pendaratan. Satu kombinasi posisi siku dan pergelangan tangan menciptakan bentuk yang meniru efek aerodinamis dari flap konvensional pada sayap pesawat saat turun. Tim menduga mengubah sayap dengan sudut bersama ini dapat memungkinkan burung turun pada sudut yang lebih curam. Jika itu masalahnya, UAV morphing sayap 3D dapat mengambil jalur pendekatan yang lebih pendek untuk mendarat.

Setelah menunjukkan bahwa hanya dua sendi di sayap yang dapat membantu mengendalikan pesawat dalam berbagai manuver, tim bermaksud untuk mengeksplorasi apakah mereka dapat merekayasa sayap yang dapat mencapai morphing 3D ini.

“Jika demikian, ini dapat membantu mendorong desain baru drone sayap morphing multi-fungsi,” kata Harvey.


Insinyur, ahli zoologi mengungkapkan bagaimana burung camar ‘berubah sayap’ untuk terbang stabil


Informasi lebih lanjut:
C. Harvey et al, morphing sayap joint-driven yang diilhami oleh Gull memungkinkan kontrol penerbangan longitudinal adaptif, Jurnal Antarmuka Royal Society (2021). DOI: 10.1098 / rsif.2021.0132

Disediakan oleh Universitas Michigan

Kutipan: Sayap seperti burung dapat membantu drone tetap stabil dalam hembusan angin (2021, 11 Juni) diambil 11 Juni 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-06-bird-like-wings-drones-stable-gusts.html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari transaksi wajar apa pun untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Data SGP 2020