Учёные регулярно пытаются перенять у природы те или иные технические решения, ведь они идеальны для выполнения своих функций, хотя воспроизвести и масштабировать их бывает непросто. Например, дроны могли бы позаимствовать у птиц практику использования ног и их строение, чтобы более экономно расходовать энергию при взлёте и приземлении. Эту практику учёные из Швейцарии воспроизвели в модели дрона с «куриными ножками», и она себя оправдала.
Источник изображений: EPFL
Кому-то это может показаться странным, но в массе птицы больше ходят, чем летают. Ноги позволяют им искать пищу, перемещаться по земле, держаться на ветках и подпрыгивать в момент взлёта, что облегчает стартовые условия. Также ноги смягчают контакт с опорой при приземлении. Учёные их Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) после длительного наблюдения за птицами создали дрон RAVEN (англ. — ворон) с неподвижным крылом и пропеллером, но с ногами, способными на целый ряд действий.
Размах крыльев дрона достигает 1 м, а длина корпуса — 0,5 м. Расстояние в 1 м дрон проходит пешком примерно за 4 с. Ноги помогают ему перепрыгивать провалы шириной 12 см и запрыгивать на препятствия высотой 26 см. Для взлёта в прыжке дрон способен подскакивать примерно на 0,5 м и развивать скорость 2,2 м/с. При массе 620 г «ножной привод» весит 230 г — больше, чем треть массы дрона. Перед учёными стояла задача выяснить эффективность использования ног по сравнению с перелётами и взлётами с места без прыжков. Может эти ноги и не нужны вовсе, чтобы жертвовать целой третью массы дрона?
Эксперименты показали, что полёт после прыжка более устойчивый и поэтому предпочтительнее, чем взлёт с места. Также наличие «лапок» обеспечивает взлёт и приземление с очень короткой ВПП без необходимости в пропеллерах и двигателях горизонтальной ориентации. В целом для задачи взлёта прыжок оказался в 10 раз более энергоэффективным, чем подъём с места. Также дрон потреблял существенно меньше энергии, если надо было переместиться по земле на другое место, чем это происходило бы в результате коротких перелётов. Наконец, учёные убедились, что даже простые суставчатые пальцы предпочтительнее их отсутствия. Благодаря пальцам на лапах дрон удерживал равновесие при ходьбе и во время прыжков.
Последующей работой над дроном RAVEN станет его оснащение камерами для оценки расстояний, что нужно при приземлении на лапы, а также работа над крыльями — возможность сложить их для прохода в узких местах и перехода к полёту со взмахами крыльев.