Птицу прогнали через аэродинамическую трубу — посмотреть, как она борется с ветром

Оказалось, пустельги — очень технологичные создания.

Ученые из австралийского Университета RMIT и Бристольского университета в Великобритании изучили полет австралийской пустельги, чтобы понять, как дроны могут лучше справляться с сильным ветром.

Австралийская пустельга интересна ученым потому, что умеет почти неподвижно зависать во время порывистого ветра. Чтобы выяснить, как она это делает, исследователи испытали живую пустельгу в аэродинамической трубе, а затем создали ее роботизированную копию на основе сканов птицы.

Оказалось, пустельга использует более 22 степеней свободы, постоянно подстраивая под поток ветра положение крыльев, хвоста и тела. У типичного дрона таких степеней свободы всего 4, поэтому он реагирует на ветер гораздо хуже.

Еще одно преимущество пустельги — распределение массы. Основной вес птицы сосредоточен в туловище, поэтому она может быстрее разворачиваться и компенсировать порывы ветра. По оценке ученых, пустельга реагирует на ветер примерно вдвое быстрее, чем беспилотник сопоставимого размера.

Чтобы измерить аэродинамические силы точнее, ученые построили роботизированную модель птицы и испытали ее в потоке воздуха скоростью 7 м/с. Модель воспроизводила согласованные движения крыла и хвоста.

Оказалось, что при одновременном раскрытии крыльев и хвоста прирост подъемной силы получается больше, чем сумма эффектов от этих движений по отдельности. При этом изменения тангажа взаимно компенсируются, и птица может противостоять вертикальному порыву ветра, не меняя положения тела.

Хвост пустельги работает как регулятор устойчивости: в раскрытом положении он помогает автоматически гасить порывы, которые могли бы задирать или опускать переднюю часть птицы.

Если хвост сложить, то полет птицы становится менее стабильным, зато возрастает маневренность. Пустельга может «переключаться» между этими режимами во время полета, современные дроны такой гибкостью пока не обладают.