Tým vědců z univerzity v Groningenu vyvinul robota inspirovaného holuby, který vyřešil záhadu, jak mohou ptáci létat bez vertikálního stabilizátoru potřebného v letadlech. PigeonBot II dokazuje, že automatické a reflexivní ovládání ocasu je klíčovým prvkem, který by mohl inspirovat vývoj aerodynamičtějších a úspornějších osobních letadel budoucnosti.
Svislé stabilizátory v letadlech jsou zodpovědné za směrovou stabilitu a řízení otáčení. Vojenské letouny, jako například Northrop B-2 Spirit, se někdy bez tohoto prvku obejdou, aby se snížila jejich viditelnost na radarech, ale za cenu možné nestability. Ptáci na rozdíl od letadel vertikální stabilizátor nemají, což dlouho vrtalo hlavou biologům a inženýrům.
Inspirován tímto přírodním úkazem vytvořil David Lentink se svým týmem robota PigeonBot II, který dokáže napodobit techniku letu ptáků. PigeonBot II, vybavený 52 skutečnými holubími pery, používá ke stabilizaci a řízení letu pohyby ocasu, stejně jako to dělají ptáci v přírodě.
B-2 je letoun, který létá bez vertikálního stabilizátoru na ocaseSenior pilot Joel PfisterWikimedia Commons
Robot s ptačím ocasem odhaluje své tajemství
Předchozí verze robota, vyvinutá v roce 2020, dokázala mávat křídly a měnit jejich tvar, ale používala tradiční ocas letadla. Nejnovější model přináší revoluční změnu – ocas inspirovaný ptákem automaticky reaguje na změny polohy a stabilizuje let bez nutnosti vertikálního stabilizátoru.
Během studie si vědci všimli, že pokud holuba nakloníte na kteroukoli stranu, jeho ocas se okamžitě přizpůsobí nové poloze. Vědci již dlouho předpokládali, že tento mechanismus hraje klíčovou roli při stabilizaci letu. Nyní se jim to s pomocí robotů podařilo potvrdit.
PigeonBot II je vybaven devíti servomotory, které ovládají pohyby jeho křídel a ocasu. Palubní počítač analyzuje data ze senzorů a automaticky řídí ocas, aby zajistil stabilní let. Robot není přímo řízen operátorem – místo toho autopilot přijímá příkazy typu „zatoč doleva“ nebo „leť rovně“ a pak sám vypočítává příslušné pohyby.
Během testů v aerodynamickém tunelu a ve venkovním prostředí robot prokázal schopnost vzlétnout, letět a přistát bez vertikálního stabilizátoru. Pohyby ocasu, jako je naklápění, zvedání a otáčení, umožňují robotovi účinně tlumit vibrace a zůstat stabilní i za obtížných povětrnostních podmínek.
Může být použito v letectví
David Lentink zdůrazňuje, že odstranění vertikálního stabilizátoru v osobních letadlech by mohlo přinést značné výhody. „Svislé stabilizátory představují dodatečný aerodynamický odpor a hmotnost, což zvyšuje spotřebu paliva. Díky naší technologii je možné vytvořit letadla, která budou efektivnější a úspornější,“ říká Lentink.
Použití této technologie v komerční letecké dopravě však vyžaduje další výzkum. Současný model robota sice prokazuje účinnost reflexního řízení, je však třeba jej přizpůsobit měřítku a požadavkům leteckého průmyslu.
Výzkum PigeonBot II přináší nové poznatky o mechanismech letu ptáků a otevírá cestu pro budoucí konstrukci letadel. Výzkumníci inspirovaní přírodními řešeními ukázali, že stabilní let bez vertikálního stabilizátoru je nejen možný, ale také efektivnější.
Zavedení reflexního řízení v osobních letadlech by mohlo způsobit revoluci v leteckém průmyslu snížením spotřeby paliva a emisí CO₂, což je v souvislosti s globálními klimatickými výzvami zásadní.
