Vzdušná akrobacie živočichů inspiruje létající roboty

Jak za letu manévruje drobná octomilka? A jak kolibřík nebo netopýr? Analýza zpomalených záběrů odhalila, že let živočichů s podobným tvarem těla je v hlavních rysech shodný, a to bez ohledu na velikost zvířete. Schopnost obratně manévrovat přitom nemusí být nutně vykoupena nižší stabilitou.

Odborníci z University of North Carolina a University of Delaware se zaměřili na jednu konkrétní situaci - pomalou otočku o více než 60 stupňů. Podle nich se jedná o manévr často pozorovaný u nejrůznějších létajících živočichů. Studovali sedm různých druhů hmyzu, ptáků a netopýrů od několik milimetrů velké octomilky až po kaloně ramenatého.

Když se letící živočich otáčí, zvýší rychlost pohybu křídla na vnější straně otočky při pohybu dolů, zatímco křídlo na vnitřní straně se pohybuje rychleji při pohybu vzhůru.

Kolibřík rubínohrdlý, zpomaleno na 3 % původní rychlosti (© Science/AAAS)

Z výsledků výzkumu, které dnes zveřejnil vědecký časopis Science, mimo jiné vyplývá, že živočichové s podobnou geometrií těla se při otočce chovají stejně, takže například octomilka a kolibřík potřebují na obrat stejný počet mávnutí křídly.

Je to překvapivé zjištění, protože dosud se mělo za to, že velikost hraje mnohem větší roli, především s ohledem na vliv tření vzduchu na malé živočichy (s relativně velkým povrchem těla relativně k objemu).

Čím je pohyb křídel rychlejší, tím je let stabilnější a zároveň je živočich při otočce schopen jemnějšího manévrování. I to odborníky překvapilo, protože stabilita a obratnost jdou zpravidla proti sobě. Platí to alespoň u letadel. Bojové stroje jsou dnes konstruovány jako extrémně nestabilní, což jim dává vynikající manévrovací schopnosti, ale nespadnou jen díky tomu, že pilotovi pomáhá vyspělá elektronika.

Autoři výzkumu věří, že jejich poznatky pomohou inženýrům při konstrukci lepších létajících robotů. Ty dosud vyráběné nemají pohyblivá křídla, jedná se spíše o automatická letadla nebo vrtulníky. Pro ně však nově objevené letové charakteristiky neplatí.

Foto: Edwin Yoo, Jose Iriarte-Diaz, Science/AAAS