Pesquisadores da University of South Australia se inspiraram em uma máquina voadora superior de 300 milhões de anos – a libélula – para mostrar por que os drones de asas agitadas do futuro provavelmente se parecerão com o inseto em forma, asas e engrenagens.
Uma equipe de Ph.D. os alunos liderados pelo professor de sistemas de sensores da UniSA, Javaan Chahl, passaram parte do bloqueio COVID-19 2020 projetando e testando peças-chave de um drone inspirado na libélula que pode corresponder às habilidades extraordinárias do inseto em pairar, cruzar e acrobacias.
Os alunos da UniSA trabalharam remotamente no projeto, resolvendo fórmulas matemáticas em casa em quadros brancos, digitalizando fotografias estéreo de asas de insetos em modelos 3D e usando quartos sobressalentes como oficinas de prototipagem rápida para testar peças do drone de asas batendo.
Suas descobertas foram publicadas na revista Drones.
Descrevendo a libélula como o “inseto voador do ápice”, o professor Chahl diz que várias lições de engenharia podem ser aprendidas com seu domínio no ar.
“As libélulas são extremamente eficientes em todas as áreas do voo. Precisam ser. Depois de emergir da água até a morte (até seis meses), os machos estão envolvidos em combates perpétuos e perigosos contra seus rivais do sexo masculino. O acasalamento exige uma perseguição aérea fêmeas e eles estão constantemente evitando predadores. Suas habilidades de vôo evoluíram ao longo de milhões de anos para garantir que sobrevivam “, diz o professor Chahl.
“Eles podem virar rapidamente em altas velocidades e decolar carregando mais de três vezes o peso de seu próprio corpo. Eles também são um dos predadores mais eficazes da natureza, mirando, perseguindo e capturando suas presas com uma taxa de sucesso de 95 por cento.”
O uso de drones explodiu nos últimos anos – para fins de segurança, militar, entrega, aplicação da lei, filmagem e, mais recentemente, para fins de triagem de saúde – mas em comparação com a libélula e outros insetos voadores, eles são rudes e consomem energia.
A equipe UniSA modelou a forma corporal única da libélula e as propriedades aerodinâmicas para entender por que ela continua sendo a máquina voadora definitiva.
Como as libélulas intactas são notoriamente difíceis de capturar, os pesquisadores desenvolveram uma técnica óptica para fotografar a geometria das asas de 75 espécies diferentes de libélulas (Odonata) em vitrines de vidro em coleções de museus.
Em um primeiro experimento mundial, eles reconstruíram imagens 3D das asas, comparando as diferenças entre as espécies.
“As asas da libélula são longas, leves e rígidas com uma alta taxa de sustentação / arrasto, o que lhes confere desempenho aerodinâmico superior.
Seu abdômen longo, que representa cerca de 35% do peso corporal, também evoluiu para servir a muitos propósitos. Abriga o trato digestivo, participa da reprodução e auxilia no equilíbrio, estabilidade e manobrabilidade. O abdômen desempenha um papel crucial em sua habilidade de voar. ”
Os pesquisadores acreditam que um drone parecido com uma libélula pode fazer muitos trabalhos, incluindo coletar e entregar cargas desajeitadas e desequilibradas, operar com segurança perto de pessoas, explorar ambientes naturais delicados e executar longas missões de vigilância.
Publicado em 28/04/2021 13h04
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