Швейцарские инженеры создали дрон, который по внешнему виду и конструкции похож на жуков: у него есть выдвижное крыло, которое в обычном состоянии спрятано за надкрыльями и выдвигается оттуда перед взлетом. При этом надкрылья выполняют не только защитную функцию, но и увеличивают подъемную силу во время полета. Статья опубликована в IEEE Robotics and Automation Letters.

У насекомых из отряда жесткокрылых (Coleoptera), например, майских жуков (Melolontha), помимо основной пары крыльев есть также пара надкрыльев. Эти жесткие образования закрывают крылья вне полета и защищают их от повреждений. Но исследования показали, что это не единственная их функция, и надкрылья — не просто защита, которую жукам приходится нести с собой во время полета. Оказалось, что они существенно повышают подъемную силу насекомого, а также увеличивают допустимый угол атаки, при котором не происходит сваливание.

Харалампос Воуртсис (Charalampos Vourtsis) вместе с коллегами из Федеральной политехнической школы Лозанны создали дрон с искусственным аналогом надкрыльев. У него есть раскладное крыло, состоящее из двух секций с каждой стороны, и прикрывающие их надкрылья. Они раскладываются и складываются сервомоторами за долю секунды. А в задней части у дрона есть два толкающих винта, которые при необходимости отклоняются по вертикали, позволяя управлять направлением полета.

Авторы провели симуляцию методом вычислительной гидродинамики и показали, что надкрылья создают дополнительную подъемную силу. Кроме того, они провели эксперимент в аэродинамической трубе, правда, использовали модель с единым, а не двухсекционным крылом. Анализ движения потока воздуха показал, что надкрылья увеличивают допустимый угол атаки с 14 до 20 градусов. После экспериментов на модели, инженеры отправили робожука в полет и показали, что он может управляемо летать, несмотря на дополнительную массу от надкрыльев и сопутствующих сервомоторов.

Зависимость подъемной силы от угла атаки для разных конструкций
Зависимость подъемной силы от угла атаки для разных конструкций
Симуляция поведения потока воздуха
Симуляция поведения потока воздуха

Этот робот повторяет лишь надкрылья жуков, но для создания основной подъемной силы использует винты и крыло.