Ornitoptery są uderzająco podobne do prawdziwych ptaków, zwłaszcza na większych wysokościach, do tego stopnia, że trudno je odróżnić bez specjalistycznego sprzętu. Na zdjęciu sokół wędrowny
Paweł Rożyński
Ornitopter to statek powietrzny zdolny do latania poprzez trzepotanie skrzydłami. Taki właśnie mały, trzepoczący dron Chińczycy nazwali „Małym Sokołem”. Telewizja China Central Television (CCTV) opublikowała materiał przedstawiający, jak realistycznie wygląda i płynnie odwzorowuje mechanikę lotu ptaka, zmieniając prędkość trzepotania i blokując skrzydła podczas szybowania. Eksperci twierdzą, że takie drony mogą mieć liczne zastosowania wojskowe, wywiadowcze i cywilne, wykorzystując swoje unikalne cechy.
Chiński sokół pomoże armii
Urządzenie zostało opracowane przez zespół naukowców z Northwestern Polytechnical University (NWPU) w Xi’an. „Eurasian Times” donosi, że uniwersytet ma silne powiązania z chińskim sektorem badań nad obronnością i jest znany ze znaczącego wkładu w rozwój bezzałogowych statków powietrznych (UAV) i technologii hipersonicznej. Jego powiązania z Armią Ludowo-Wyzwoleńczą spowodowały, że wpisano go na listę sankcji USA.
Chińska uczelnia produkuje drony poprzez swoją spółkę zależną Aisheng Technology Group Co. gównie na potrzeby armii. Nie jest to pierwszy przypadek opracowania ornitoptera na uniwersytecie. W październiku 2023 r. wprowadził on na rynek drona machającego skrzydłami o nazwie „Xinge”, który pobił rekordy czasu lotu i zyskał międzynarodowy rozgłos.
„Mały Sokół” jest wielkości prawdziwego sokoła, a jego skrzydła mogą się rozciągać i składać, co czyni go wydajnym pod względem zużycia energii jak na urządzenia tej wielkości. Projekt jest wciąż optymalizowany za pomocą symulacji CFD (Computational Fluid Dynamics) i testów w tunelu aerodynamicznym.
Chiński dron w skórze sokoła ma potencjalne zastosowanie w monitoringu ekologicznym. Takie urządzenia raczej nie będą przeszkadzać dzikim zwierzętom. Eksperci przekonują, że ornitoptery mogą być uderzająco podobne do prawdziwych ptaków, zwłaszcza na większych wysokościach, do tego stopnia, że trudno je odróżnić bez specjalistycznego sprzętu. A zastosowanie wojskowe? Dużo trudniej je wykryć i rozpoznać ich charakter za pomocą radaru czy poprzez zwykłą obserwację. Mogą być zwrotne, wydajne, latać pod silny wiatr, ale przede wszystkim ich przewagą nad tradycyjnymi dronami jest naturalny kamuflaż. Zignorują je samoloty czy lądowe odziały wroga, a możliwość ukrycia się np. na drzewach to kolejny atut. Potencjalny przeciwnik do ptaków raczej strzelać nie będzie. Nietrudno sobie wyobrazić, że takie maszyny mogą służyć nie tylko do rozpoznania, ale i niespodziewanych ataków.
Amerykański bażant czeka na nogi
Nie tylko Chińczycy pracują nad nowym typem dronów, choć chwalą się, że osiągnęli najlepsze efekty. Zajmuje się tym Mostafa Hassanalian z amerykańskiej uczelni New Mexico Tech. – Zamiast używać sztucznych materiałów do budowy dronów, możemy wykorzystać martwe ptaki i przerobić je na drony – mówi magazynowi „New Scientist”.
Hassanalian i jego współpracownicy wykorzystują części wypychanych ptaków, które połączyli z mechanizmami umożliwiającymi np. ruch skrzydeł, aby dokładniej naśladować ich wygląd i ruchy. Wyniki testów w locie takiego „bażanta” zaprezentowane zostały na Forum SciTech 2023 Amerykańskiego Instytutu Aeronautyki i Astronautyki.
Podczas badań wykorzystano trójwymiarowe symulatory trzepotania i aerodynamiki, aby przetestować właściwości aerodynamiczne przeprojektowanych modeli. Naukowcy twierdzą, że w wyniku dalszych prac takie mechaniczne ptaki będą wyglądać coraz bardziej naturalnie. Hassanalian pracuje teraz nad wymianą niektórych elementów przekładni, co pozwoli na zmniejszenie hałasu i wydłużenie żywotności urządzeń. A także nad dodaniem nóg, aby dron mógł siadać i monitorować określony obiekt bez zużywania dużej ilości energii z baterii.
Ważka czy pszczoła?
Ale dlaczego nie pójść jeszcze dalej? Brytyjska firma Animal Dynamic zajmująca się biomechaniką poszła jeszcze dalej i stworzyła małe i zwinne drony poruszające się jak ważki, nawet pod silny wiatr. Pieniądze na projekt „Skeeter” dało wojsko i liczy, że da się je wykorzystywać do neutralizacji dronów szpiegujących przeciwnika.
Założyciel firmy Alex Caccia postanowił stworzyć niewielkie drony, które za pomocą długich skrzydeł poruszałyby się w powietrzu bezszelestnie. Dzięki skrzydłom ptaki i owady potrafią latać pod wiatr o prędkości do 37 km/h, a tego nie da się osiągnąć, wyposażając drony w śmigła w tradycyjny sposób. Animal Dynamics opracowało także większego drona o nazwie Stork, który ma być wykorzystywany do transportu niewielkich ładunków. Lata za pomocą śmigła umieszczonego z tyłu „ptaka”. Firma pracuje nad wersją, która będzie w stanie przenosić ładunek o wadze nawet do 120 kilogramów.
Brytyjski start-up to niejedyna firma zainspirowana światem owadów przy tworzeniu dronów. Niemiecka spółka Festo stworzyła motyle, które są w stanie latać w stadzie. Roboty nie zderzają się ze sobą dzięki systemowi 12 kamer zewnętrznych na podczerwień, które kontrolują lot motyli-robotów i przesyłają im sygnały pozwalające uniknąć zderzenia. Na razie nie słychać o militarnym czy wojskowym ich wykorzystaniu. Podobnie jak robotycznej pszczoły – ważącej poniżej 1 grama RoboBee. Jej twórcami jest zespół inżynierów z Uniwersytetu Harvarda. Mikrodron wykonuje aż 120 uderzeń skrzydłami w ciągu sekundy. Może kiedyś, słysząc bzyczenie, nie będzie można być pewnym, czy to prawdziwa mucha, komar czy pszczoła, czy może tylko mały dron wykonujący właśnie jakąś ważną misję.
