Инженерни истории

Ултралек бионичен прилеп е новото попълнение в бионичната фауна на Festo

27.12.2018 г.

Стремежът да летим е една от най-древните мечти, вдъхновяващи човечеството. Изобретателите винаги са поглеждали с възхищение към устройството на света на животните като източник на идеи за създаване на съвършени механизми, които да подобрят живота на хората. От много години развойният екип на Festo е запленен от желанието да конструира бионични животни, като взаимства принципите им на движение от природата. Едно от основните направления, в които работи компанията в тази област – летенето, винаги е била предизвикателна тема за инженерите, а сред последните попълнения в бионичната фауна на компанията е BionicFlyingFox, или бионична летяща лисица, известна още като плодояден прилеп.



Едно от най-важните условия да бъде разработен бионик-прилепа е технически да се пресъздаде модел, който да е ултралек, какъвто е неговият „събрат“ в природата. Резултатът е съвършено летящо изобретение с тегло от едва 580 g, дължина на тялото – 87 cm и размах на крилете 228 cm.

 

Прилепите принадлежат към единствената група бозайници, които могат да летят активно. По подобие на природния модел, кинематиката на крилото на летящата лисица на Festo e разделенa на първостепенни и второстепенни точки и е покрита с опъната от крилата до краката еластична мембрана. Това прави площта ѝ относително голяма, което позволява по-малкото им натоварване на единица площ.



Кинематика за изкусен полет


По време на полет прилепите контролират извивките на мембраната на крилата с помощта на своите пръсти, което им позволява да „плуват“ във въздуха аеродинамично и с изкусни движения. Също както при биологичния модел, всички точки, свързани със задвижването на крилото, са разположени в една равнина и така прилепът може да контролира и сгъва крилата си едновременно.


За да може изобретението да се движи полуавтономно, бионик-прилепът комуникира със система за проследяване на движението, която постоянно записва неговата позиция. Едновременно с това тя определя траекторията на движение, като предоставя необходимите контролни команди за това. Автопилотът се активира по време на полета, а човешката намеса има само при старта на летежа и при приземяването.



Важна част от системата за проследяване движението на бионичния продукт са две инфрачервени камери, разположени по начин, който им позволява да се завъртят и накланят така, че да могат да следят целия полет. Камерите отбелязват положението на летящия бозайник с помощта на четири активни инфрачервени маркера, прикрепени към неговите крака и върховете на крилата му.

 

Компютър изпълнява ролята на авиодиспечер


Изображенията от камерите се изпращат към централен главен компютър, който събира и оценява данните от полета и координира движенията на бионичния прилеп, подобно на авиодиспечер. В компютъра се съхраняват предварително програмирани пътища, които навигират полета на летящата лисица при изпълнението на нейните маневри.



Управление на полета с усъвършенстван лостов механизъм


Първостепенните и второстепенните участъци на крилата могат да бъдат активирани до различни положения, така че те да се движат хармонично в полет. За тази цел първостепенните части са свързани с второстепенните, следвайки тяхното движение благодарение на кинематичните сили. 9-грамов безчетков постояннотоков електрически двигател в тялото на прилепа поддържа движението на крилата посредством зъбна предавка. Сгъващият механизъм на крилата се регулира индивидуално с помощта на два малки линейни задвижващи механизми.


Освен иновативната двигателна система, бионичният прилеп притежава олекотено тяло от пяна, а скелетът му е изграден от карбонови нишки и 3D принтирани части.



Специално разработена мембрана за летене


Мембраната за крилете на BionicFlyingFox е изработена от фина вафленоподобна ултралека материя, която едновременно с това е извънредно здрава и еластична. Тя се състои от два въздухонепропускливи филма и еластанови нишки, които са вплетени на приблизително 45 000 места. Тази структура, наподобяваща пчелна пита, предотвратява превръщането на малките пролуки в мембраната в големи, което гарантира продължителността на полета на бионичното животно, дори когато материята претърпи малки повреди.



Достоен член на семейството от бионични летящи творения на Festo


Бионичният прилеп се присъединява към серията летящи обекти на Festo, вдъхновени от птиците и другите летящи животни в природата. Едни от първите разработки на компанията бяха пингвините AirPenguin през 2009 г., които могат да летят в ято и да изследват зададено пространство. Птицата SmartBird, създадена през 2011 г. и имаща за свой изходен модел чайка, може едновременно да приложи тяга и да се издигне във въздуха с помощта на размаха на крилете си.


През 2013 г. развойният екип на Festo изобрети летящо водно конче BionicOpter, което може да маневрира във всички посоки. Летящите пеперуди eMotionButterflies, конструирани през 2015 г., могат да изпълняват бързите движения на своите естествени „сестри“ в природата. Те могат да летят в група, насочвани, подобно на прилепа, посредством инфрачервени маркери, които са координирани от проследяващи движенията системи.


Източник на снимковия материал: Фесто ЕООД, Festo

ПРОМО.bg

  • Професионални ударни бормашини Bosch

    Професионални ударни бормашини Bosch

    Професионални ударни бормашини от Bosch на „ударно“ добри цени? Да, точно така! И не само това! Сега могат да са ваши в комплект с универсални свредла Multi Construction CYL-9 от 7 части.

  • Абразивни консумативи от СР Абразиви и Инструменти

    Абразивни консумативи от СР Абразиви и Инструменти

    Температурите се повишават, а цените падат! Само сега имате всички шансове да си набавите висококачествени абразивни консумативи на Топ цени! С предложението на СР Абразиви & Инструменти!