О БИОНИЧЕСКОМ «ПЕРНАТОМ» РОБОТЕ SMARTBIRD
На крупнейшей в мире промышленной ярмарке Hannover Messe 2011, которая проходила с 4 по 8 апреля в Ганновере (Германия), настоящей сенсацией стал роботизированный авиамодельный махолет SmartBird — детище немецкой компании Festo, которая в рамках программы изучения бионических систем (Bionic Learning Network) развивает разнообразные концепты, в т. ч. и аэростатического типа (см. ТУТ, ТУТи ТУТ).
Робоптица SmartBird смоделирована по образу и подобию серебристой чайки. И это уже не воздухоплавательная бионическая система, как ожидали в преддверии показа «птицы» некоторые журналисты, а самая что ни на есть авиационная конструкция, правда, не совсем обычная.
Скелет робота построен из углеволоконного композита, а оболочка из полиуретановой пены. Именно наличие таких новых материалов позволило конструкторам достигнуть аэродинамической формы аппарата без использования аэростатического лифта на основе встроенной емкости с подъемным газом гелием (а ведь в др. бионических системах, благодаря гелию, аппарат получал дополнительную устойчивость)...
Идею механического машущего полета впервые сформулировал Леонардо да Винчи в 1490 году. Более продвинутые исследования по теме предложил немецкий инженер Отто Лилиенталь, который изложил их в опубликованной в 1889 году книге «Полет птицы как основа авиации». А год назад роботизированный «птичий махолет» в рамках проекта Robird уже испытывался группой европейских инженеров...
Директор отдела корпоративных коммуникаций компании Festo Генрих Фронтцек в разъяснениях по поводу представленной бионической робоптицы SmartBird, в частности, сообщил: «Уникальность этого работа в том, что он не просто машет крыльями вверх-вниз, но и, подобно птице, сгибает их под определенным углом. За это отвечает специальный механизм. Благодаря этому достигается плавность полета и хорошая аэродинамика. Хвост, как у настоящих пернатых, используется для стабилизации и маневрирования, а короткие вертикальные движения головой и телом позволяют искусственной чайке поддерживать заданное направление… Робот очень энергоэкономный: для полета ему достаточно мощности 23 Вт. Благодаря легкому весу искусственная птица удивительно маневренна. В целом мы пытались создать функциональную и максимально приближенную копию настоящей чайки. И, похоже, нам это удалось».
Общие характеристики таковы. Размах крыльев — 2 м, длина корпуса — 1 м. вес 450 г. Внутри туловища — навигационное оборудование, электродвигатель с трансмиссией, два литиевых аккумулятора (LiPo ACS715) 7,4 В и синхронизированные с помощью двух электрических двигателей и кабелей сервоприводы для управления головой, хвостом и крыльями.
Махать крыльями птицу заставляет бесколлекторный двигатель (S-135), приводящий в движение кривошипно-шатунный механизм. Специальные сервоприводы в нужный момент отклоняют задние части крыльев, изменяя угол атаки. В результате у аппарата появляется способность к аэродинамическому сгибанию с одновременным смещением веса, что влечет за собой достаточно высокую ловкость и маневренность SmartBird.
Куда лететь, птице подсказывает человек, передающий команды с пульта по двунаправленному радиоканалу 868 MHz/2,4 ГГц на основе протокола ZigBee. А вот режим полета робот определяет сам, ежесекундно опрашивая датчики положения крыльев и акселерометры. Бортовой микрокомпьютер не только контролирует механические алгоритмы во время движения, но и, оценивая состояние атмосферы вокруг аппарата, постоянно оптимизирует полетный режим.
Вот такой вот бионический тип летательного аппарата получился у германских исследователей бионики. Пока никто определенно не обозначил утилитарное применение таких робоптиц. Кто-то предполагает, что эта «фауна» заинтересует военных, которым такие «пернатые» помогут собирать оперативные разведданные, кто-то предполагает, что с этих штук начнет развиваться новое направление в авиации, а кто-то просматривает некую коммерческую составляющую, например, сделав аттракцион «верхом на птице» или нечто близкое…
…А еще вот возникла чисто аэрократическая идея соединить робоптицу с воздухоплавательной системой, что позволило бы приблизить концепт дирижабля-махолета к воздушному судну нового типа, а заодно, вероятно, повысить маневренность и живучесть аппарата. Думается, что перспективы у такого «махающего дирижабля» выявятся уже на стадии испытаний прототипов.
...Вдруг, глядишь-ка, заказчики да инвесторы возьмут и нарисуются под такой концепт. Однако, про это - пока рано…