Команда аспирантов, возглавляемая профессором сенсорных систем UniSA Джаваном Чалом, провела часть карантина из-за COVID-19 2020 года, разрабатывая и тестируя ключевые части беспилотника, вдохновленного стрекозой, который мог бы соответствовать выдающимся навыкам насекомого в зависании, крейсерстве и фигурах высшего пилотажа.

Студенты UniSA работали над проектом удаленно, решая математические формулы дома на досках, оцифровывая стереофотографии крыльев насекомых в 3D-модели и используя свободные комнаты в качестве мастерских быстрого прототипирования для тестирования частей дрона flapping wing.

Их выводы были опубликованы в журнале Дроны.

Описывая "стрекозу" как "первоклассное насекомое-летунью", профессор Чал говорит, что из ее мастерства в воздухе можно извлечь множество инженерных уроков.

"Стрекозы чрезвычайно эффективны во всех областях полета. Они должны быть такими. После выхода из-под воды и до самой смерти (до шести месяцев) самцы стрекоз вовлечены в постоянную опасную борьбу с соперниками-самцами. Спаривание требует воздушного преследования самок, и они постоянно избегают хищников. Их летные способности развивались на протяжении миллионов лет, чтобы гарантировать им выживание", - говорит профессор Чал.

"Они могут быстро разворачиваться на высоких скоростях и взлетать, неся более чем в три раза больший вес своего собственного тела. Они также являются одними из самых эффективных хищников в природе, выслеживая, преследуя и захватывая свою добычу с 95-процентным успехом".

В последние годы использование дронов резко возросло - для обеспечения безопасности, военных целей, доставки, правоохранительных органов, съемок, а в последнее время и для проверки здоровья, - но по сравнению со стрекозой и другими летающими насекомыми они примитивны и потребляют энергию.

Команда UniSA смоделировала уникальную форму тела и аэродинамические свойства dragonfly, чтобы понять, почему они остаются непревзойденным летательным аппаратом.

Поскольку неповрежденных стрекоз, как известно, трудно поймать, исследователи разработали оптическую технику для фотографирования геометрии крыльев 75 различных видов стрекоз (Odonata) со стеклянных витрин в музейных коллекциях.

В первом в мире эксперименте они реконструировали 3D-изображения крыльев, сравнивая различия между видами.

"Крылья стрекозы длинные, легкие и жесткие с высоким отношением подъемной силы к лобовому сопротивлению, что придает им превосходные аэродинамические характеристики.

"Их длинный живот, который составляет около 35 процентов от массы их тела, также эволюционировал, чтобы служить многим целям. В нем находится пищеварительный тракт, он участвует в размножении и помогает сохранять равновесие, стабильность и маневренность. Брюшко играет решающую роль в их способности летать."

Исследователи полагают, что беспилотник, похожий на dragonfly, мог бы выполнять множество задач, в том числе собирать и доставлять неудобные, несбалансированные грузы, безопасно работать рядом с людьми, исследовать деликатную природную среду и выполнять длительные миссии по наблюдению.