È un uccello? Un aereo? Le dinamiche di volo degli uccelli utilizzate per aerei e droni

I ricercatori hanno identificato alcune caratteristiche di volo dei gabbiani che potrebbero essere utilizzate per rendere gli aerei più manovrabili.

Alcuni uccelli sono in grado di modificare la forma delle ali per reagire alle perturbazioni aeree dirette nella loro direzione, questo è ciò che hanno scoperto alcuni ricercatori dell’Università della California e dell’Università del Michigan durante un nuovo studio.

In uno studio pubblicato su Nature, i ricercatori hanno analizzato l’aerodinamica di 22 specie di uccelli, sviluppando equazioni per descrivere le proprietà inerziali di ciascun uccello, tra cui il centro di gravità e il punto neutro – il punto in cui le forze aerodinamiche possono essere modellate come forze puntiformi in modo coerente.

I dati raccolti dai ricercatori potrebbero un giorno aiutare a progettare meglio gli aerei senza pilota o altri veicoli volanti. Mentre gli aerei passeggeri sono generalmente progettati per essere stabili, cioè per ritornare al volo stabile dopo un disturbo, i jet da combattimento sono tipicamente progettati per essere instabili.

I ricercatori hanno scoperto che quasi tutte le specie di uccelli studiate sono in grado di passare da un volo stabile a uno instabile utilizzando alcuni movimenti delle ali.

Come hanno fatto i ricercatori a dimostrarlo?

Il team ha testato modelli stampati in 3D di gabbiani e ali di gabbiano in una galleria del vento utilizzando modelli computerizzati di forze inerziali per determinare come gli uccelli raggiungessero un volo stabile lungo il loro asse longitudinale.

I ricercatori hanno scoperto che i gabbiani possono cambiare il modo in cui rispondono alle perturbazioni muovendo le articolazioni del polso e del gomito e modificando la forma delle ali.

Inoltre, sono stati in grado di prevedere le qualità di volo e la rapidità con cui i gabbiani possono riprendersi da una perturbazione, fornendo informazioni sul “raggio d’azione controllabile” dei gabbiani e su come applicare le dinamiche di volo degli uccelli agli aerei.

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Le proprietà scoperte quindi da questi ricercatori, potrebbero essere applicate ai droni per consentire loro di navigare negli ambienti urbani con la stessa efficacia degli uccelli.

“Queste differenze tra gabbiani e UAV sono intriganti, perché potrebbero avere un ruolo cruciale nella risposta degli uccelli alle raffiche di vento, che tendono a superare gli UAV ad ala fissa”, si legge nello studio.

Ci sono ancora molti studi da fare

Secondo il modello, piccole perturbazioni nella velocità di avanzamento di un gabbiano verrebbero smorzate rapidamente. Tuttavia, il gabbiano dovrebbe utilizzare input di controllo maggiori per manovrare lontano dalla condizione di equilibrio, hanno aggiunto i ricercatori.

Questi risultati rivelano la ragione per cui i gabbiani possono scegliere di passare da una configurazione stabile a una instabile, continua lo studio.

I gabbiani potrebbero utilizzare una configurazione stabile per respingere passivamente le perturbazioni indesiderate provenienti dall’ambiente locale durante il transito o la ricerca di cibo. In seguito, i gabbiani potrebbero estendere i polsi per passare a una configurazione instabile e ottenere una reazione più sensibile agli input di controllo, che favorirebbe una manovra rapida.

Ci sono così tante domande aperte sul volo degli uccelli, ha dichiarato l’autrice principale dello studio Christina Harvey, professoressa e assistente presso il Dipartimento di Ingegneria meccanica e aerospaziale della UC Davis. “Non vedo l’ora di vedere cos’altro c’è da scoprire”.

Foto www.dronezine.it