El MAV libélula: cómo los insectos que aprender a volar

 

"Hummingbird" (colibrí), el MAV de AeroVironment.

 

Ícaro se ha derretido en el sol. Desde entonces, el hombre fue a la luna, pero siempre no pudo repetir esta hazaña primero lugar mitológico en el aire agitando sus alas. Rocket, avión, helicóptero … el vuelo ya está disponible en las más variadas formas, pero los orígenes: el vuelo con aleteo de las alas de los pájaros y libélulas – era hasta hace poco una proeza tecnológica e inimitable.

El ornitóptero ‘ de Leonardo se mantuvo en forma de proyecto, y muchos inventores tienen los dientes rotos – a veces, se rompió la espalda – el reto de la aeronave con alas batientes. Un francés, Etienne Oehmichen, ha dedicado su vida a tratar de penetrar el misterio del vuelo de los insectos y de tratar dereproducir . Murió olvidado y en ruinas en la década de 1950, y sus sucesores han dado la espalda desde hace décadas con el reino animal.

De » Los increíbles máquinas voladoras de profesor Oehmichen «

 

 

El trabajo de Oehmichen, una vez ridiculizada, ahora está rehabilitado en un campo emergente: los Mavs. Debido a su tamaño, estas máquinas voladoras de menos de 15 cm plantean nuevas dificultades y la necesidad de estar interesado en técnicas de vuelo de vida inspirada. Biomimetismo ha dado lugar en los últimos años de curiosos objetos voladores. Uno de los más exitosos hasta la fecha es el colibrí («colibrí») presentó al público hace un año por EE.UU. la empresaAeroVironment :

 

 

Los Mavs aleteo de las alas-no tienen nada de un gadget: son la consecuencia lógica de la miniaturización y representan una frontera estratégica. Aviones de ala fija (aviones) son rápidos, pero no para flotar y, sobre todo en el mal desempeño de pequeño. El rotativo UAV ala (helicóptero o Multirotor) dominó en vuelo, pero son lentos, ruidosos, sedientos de poder y mal adaptados a la miniatura.

Extremadamente maniobrables y rápidos miniaturisables, hasta el extremo (hastaun centímetro o dos ), muy estable, flotando, energía silenciosa, ideal para espacios reducidos y, probablemente, en última instancia, más eficiente, los Mavs aleteo de las alas- Ahora la movilización de equipos de investigadores en todo el mundo.

El «Smartbird» Festo ( Alemania ), que también produce aviones no tripulados «Medusas» :

 

 

El «Delfly» ( Países Bajos ):

 

 

En Francia , esta es la Oficina Nacional de Investigación y de Estudios Aeroespaciales (ONERA), dependiente del Ministerio de Defensa, que se embarcó en la aventura de hace diez años con el proyecto de Remanta . partir de 2003, el equipo dirigido por Luc-Bouhali Agnes decide s ‘ inspirar a la mecánica de vuelo de las libélulas y el reto de hacer un prototipo de quince centímetros de grande para veinte gramos . Esto es lo que podría parecerse a :

 

 

La elección del referente de insectos se ha impuesto. «La libélula es un insecto muy antiguo, que era el gigante de 70 cm de ancho primaria . Son menos sofisticados que los dípteros (moscas, los mosquitos …), pero más fácil de imitar a la mecánica. importante, su frecuencia de batido las alas es de entre 20 y 40 Hz[latidos por segundo] , a veces contra las moscas hasta 1000 Hertz « , dijo Agnes-Luc Bouhali. El equipo entonces se asocia con un micro-cirujano, Felipe de mayo, acusado de libélulas, la recaudación de la película y analizar su mecánica de vuelo.

Porque a diferencia de MAVs proyectos existentes, cuyas alas son accionados por engranajes, muy en boga en el reino animal, el proyecto se basa realmente biomécanisme del insecto Remanta. La ambición es inmensa: es volver a crear la vibración de deformación del tórax de la libélula, el origen del aleteo adjuntos a la misma, para hacer volar la nave. Esta es la técnica que permite a los insectos para vencer a sus alas de muy alta frecuencia con un mínimo de energía:

Con este fin, el equipo probó Onera, en asociación con una PYME Mulhouse (Haut-Rhin), materiales electroestrictivos, que se deforman en función del campo eléctrico aplicado. Por su acción, se dobla la placa curvada que forma la parte posterior de la UAV y al que se adjuntan las alas. La placa está por lo tanto sometidos a una deformación que hace que oscile entre dos posiciones (alta y baja). Las alas se pone entonces en una frecuencia de batido depende directamente de la señal eléctrica enviada a los materiales electroestrictivos.

 

El sistema de accionamiento de las alas se compone de un tenedor estructura de sintonización curvo, conectado a una placa en la que son alas fijas.

 

Es entonces posible obtener grandes amplitudes ritmo a altas frecuencias próximas a la resonancia . Esta frecuencia, también llamada frecuencia de «limpia» es uno que puede hacer que una estructura se derrumba – un puente – sujeto a cierta oscilación: permite aquí para optimizar la recuperación de energía del tórax, al igual que en las libélulas, y la producción de las alas batiendo deseados.

La resonancia fue especialmente bajo permiso a las alas de giro , al igual que los remos de un remo para limitar la fricción del aire. Las alas del insecto son pasivos, no se anime de los músculos. Esta es la frecuencia de batido que les permite entrar en la torsión, una dimensión esencial de su técnica de vuelo (video ONERA):

«Un insecto de este tamaño tiene el mismo sentimiento en el aire que un hombre que nada en el agua , explica Jean-Yves Andro , quien trabajó en la aerodinámica de las alas. No tiene absolutamente nada que ver con la . un avión Hay un montón de vórtices: en lugar de la lucha contra el insecto, o MAV, se basa en que, literalmente, a impulsar o permanecen flotando «.

 

Jefe de un moscardón "vomitoria Calliphora."

 

Otro proyecto fundamental: el control de sí mismo. Es extremadamente difícil decontrolar un zumbido tan rápido y fácil de manejar a través de una cámara a bordo, especialmente en un ambiente cerrado. El equipo deberá ser capaz de detectar obstáculos por sí mismo. La bio-inspiración, también mostró promesa en el campo de la óptica, ya la apertura de pistas que permiten inventar sensores mañana.

«Lo que el ojo ve una mosca? , Agnes le pregunta Lucas-Bouhali. No hace un seguimiento de los puntos fijos o la distancia, pero la velocidad de fotogramas. «Para volar a la derecha en un pasillo, a continuación, un balance velocidad de vuelo de movimiento de ambos ojos, que le permite controlar su trayectoria y la altitud. Otras pistas diseñadas para dotar a estas MAV: ultrasonido o láser.

 

Nicolas Franceschini, líder del Movimiento de equipo de Biorobotics y el Laboratorio de Percepción en el CNRS en Marsella, tiene un helicóptero de 100 gramos, de los cuales "el ojo de una mosca" ventral monitorea constantemente el suelo y le permite ajustar su altura y la velocidad sin tener que medir.

 

A diferencia de lo que sucede en Alemania , la bio-inspiración, que era todavía Etienne Oehmichen un pionero, es tardía y limitada en Francia. Ella ha sufrido durante mucho tiempo de la separación entre lo académico la ciencia y la ingeniería de la vida. «Aquellos que quieren observar la vida para entender cómo funciona, pero no siempre nos preguntan lo que podría ser utilizado . Ingeniero, que, busca la aplicación de lo posible « , dice Agnes-Luc Bouhali.

Uno de los beneficios de la Remanta proyecto es, precisamente, se han reunido varias disciplinas como la aerodinámica, materiales, óptica, informática, energía, procesamiento de la información y … de la biología . Sin embargo, a pesar de diez años de trabajo y avances significativos, el prototipo tal vez nunca haber nacido.De capital con financiamiento Onera, el proyecto no recibió fondos de la Dirección General de Armamento, que depende de Office, y no ha ganado más de los inversores. Las misiones con aviones no tripulados para la observación y reconocimiento en espacios cerrados, las fuerzas especiales podrían estar interesados. Pero es demasiado «fuerte» para el brazo de Ed, que necesita de engranajes fabricados en serie y con piezas de repuesto.

«Si la financiación se reanuda, se podría poner un prototipo de vuelo dentro de tres años. No sería lo óptimo, pero que vuelan « , dice Agnes-Luc Bouhali. Por desgracia, si el concepto es fantasear , el retorno de la inversión es todavía incierto. Este es un juguete un poco caro. « Mientras que sus primos americanos, alemanes y holandeses que ya están luchando alas, la libélula se hace en Francia por ahora inmovilizados por falta de combustible …

Soren Seelow

 

Concurso Internacional de aviones no tripuladosCada año la Internacional de Micro Air Vehicle, que reúne a los especialistas de «vehículos aéreos micro» en todos los países, organiza un concurso internacional que implica sobre todo el lado francés, la Oficina Nacional de Estudios e Investigaciones Aeroespaciales y Instituto Superior de Aeronáutica y del Espacio . La edición de 2012 tendrá lugar en Braunschweig, Alemania, del 3 de julio a 6.

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *