Мы уже с вами видели, как природа вдохновляет инженеров на открытия (ссылки на статьи будут в конце). Сегодня ещё один яркий пример тому, как одно инженерное решение увеличило маневренность машины почти на 50%, благодаря… хвосту тунца! Так чем новый дрон с «живым» хвостом стал лучше других подводных беспилотников? Давайте разбираться вместе.
Хвост тунца против законов гидродинамики
Представьте себе тунца – это такая быстрая и ловкая рыба, которая умеет отлично маневрировать в воде. Несмотря на свой внушительный размер, она считается одной из самых «поворотливых и мобильных» рыб, которая делает резкие развороты, с лёгкостью меняет курс и уклоняется от препятствий в считанные секунды.
Учёные решили: а почему бы нам не сделать подводного робота, который будет двигаться так же ловко, как тунец? И вот, они придумали специальный хвостовой плавник-движитель – по сути, это как хвост у рыбы, только механический.
Почему новые движители работают эффективнее, чем классические винты?
Разрабатывая прототип роботизированного плавника, учёные объединили наблюдения за движением рыб с уже существующими инженерными решениями.
Получившийся гибридный гребной механизм воспроизводит сложную, трёхмерную работу хвоста тунца. В природе этот хвост не только помогает рыбе двигаться вперёд, но и стабилизирует её в воде, позволяя быстро менять направление и точно держать курс.
Созданный хвост-пропеллер установлен в задней части дрона и опирается на три оси вращения. Его движения управляются сферическим манипулятором, благодаря чему он может описывать в воде сложные траектории – в виде восьмёрки или эллипса. Такие движения очень близки к тому, как двигаются настоящие рыбы: они не просто гребут, а буквально «выметают» воду хвостом, что делает их невероятно подвижными и точными в маневрах.
Испытания показали, что такая трёхмерная траектория движения увеличивает поворотливость аппарата почти на 50% по сравнению с более простыми, линейными колебаниями. Причём этот подход остаётся эффективным даже при разных формах и жёсткости самого плавника.
Зачем нужен подводный дрон с хвостом тунца?
Представьте себе подводного дрона, который должен обследовать различные объекты на дне океана. Ему надо плыть далеко, но при этом уметь «висеть» на месте и аккуратно поворачиваться, чтобы что-то, например, чинить.
Раньше роботы либо хорошо плавали на дальние расстояния, либо точно маневрировали, но не могли делать и то, и другое. А теперь с этим новым «рыбьим» хвостом дрон сможет и плавать далеко, и крутиться на месте – хоть и не одновременно, но по очереди.
А в Пензе уже разрабатывается уникальный подводный беспилотник, который сочетает в себе характеристики не только уникальной конструкции хвостовой части тунца, но и уникального строения дельфина. Этот дрон будет обладать не только повышенной маневренностью, но и минимальным уровнем шума.
Вместо заключения
Итак, инженеры разработали «хвостовой плавник», который сделает подводные беспилотники ещё более маневренными. Этот хвост может двигаться по сложной траектории – не просто вперёд-назад, а еще и по восьмёрке или по эллипсу. Теперь дроны смогут быстрее поворачиваться, точно двигаться в нужную сторону, и вообще быть шустрее под водой. В будущем такие дроны пригодятся не только для науки и промышленности, но и в армии.
Вот обещанные ссылки на 5 статей, в которых мы с вами рассматривали решения, которые человек подглядел у природы:
А как вы думаете, нам стоит радоваться или бояться, что машины теперь буквально копируют природу? Что с каждым поколением беспилотники (подводные, наземные или летающие) становятся всё более тише, быстрее и манёвреннее?
Благодарю, что дочитали до конца. Лайк – лучшее спасибо мне, как автору!
