5 поразительных дронов с крыльями, как у птиц: от игрушек до инноваций

Орнитоптеры - летательные аппараты с машущими крыльями - имеют богатую и увлекательную историю развития. Эти необычные дроны, подражающие полету птиц, долгое время оставались лишь амбициозной инженерной мечтой из-за сложности их конструкции и трудностей в достижении оптимальных летных характеристик. Однако современные технологии открывают новую главу в их развитии.

Появление передовых материалов, мощных микропроцессоров и инновационных алгоритмов управления позволило создать целое семейство эффективных птицеподобных дронов. От миниатюрных роботов-колибри до внушительных орнитоптеров  - эти аппараты демонстрируют впечатляющие возможности биомиметического подхода в авиации.
Их уникальная способность имитировать естественный полет птиц открывает новые перспективы как для научных исследований, так и для практического использования. По мере совершенствования технологий эти удивительные машины становятся все более доступными и востребованными, знаменуя новую эру в развитии беспилотной авиации.

Рассмотрим пять выдающихся примеров таких дронов, которые уже сегодня удивляют своими технологией и возможностями. В каждом из этих устройств проявляются лучшие достижения в области аэродинамики и робототехники, что делает их не только функциональными, но и крайне увлекательными.

1 - Дрон-игрушка Go Bird

Дрон Go Bird от компании Hanvon – это уникальное сочетание технологий и развлечений, специально созданное для детей. Его основной дизайн вдохновлен внешним видом и движениями птиц, что делает его интересным и привлекательным для пользователей. Благодаря легкому и гибкому корпусу, дрон безопасен даже для самых маленьких пользователей, а инновационные функции обеспечивают увлекательное времяпрепровождение.

Главная особенность Go Bird – его «бионические» крылья, которые имитируют движение настоящей птицы. Для запуска игрушки достаточно бросить ее в воздух, и она мгновенно взлетит. Встроенные инфракрасные датчики помогают дрону избегать препятствий: при приближении к стене или дереву он автоматически меняет направление. Это делает его идеальным выбором для детей, которым важно освоить управление простым и безопасным устройством.

В комплекте с дроном поставляется пульт дистанционного управления, позволяющий регулировать высоту и направление полета. Светодиоды с изменяющимися цветами создают атмосферу ночного шоу, делая полет еще интереснее. Несмотря на компактные размеры, дрон способен подниматься на высоту до 27 метров, что расширяет возможности его использования.
Время полета Go Bird составляет 10–15 минут, а зарядка занимает всего 20 минут благодаря встроенному литий-ионному аккумулятору. Материалы, использованные в конструкции, обеспечивают устойчивость к повреждениям, поэтому дрон выдерживает падения и столкновения. Это делает его не только увлекательной, но и долговечной игрушкой.

2. Роботизированный сокол Robird

Роботизированный сокол, известный как Robird, был создан для предотвращения столкновений птиц с самолетами в международном аэропорту Эдмонтона (Канада). Этот дрон, разработанный голландской компанией Clear Flight Solutions (CFS) в сотрудничестве с канадской AERIUM Analytics, внешне и по движениям напоминает настоящего сокола, отпугивая других птиц от взлетно-посадочных полос и предотвращая их гнездование в опасных зонах.

На первый взгляд этот дрон может показаться обычной игрушкой. Однако, стоит ему взлететь, как всё меняется: его движения настолько манёвренные и отточенные, что отличить Robird от настоящей птицы практически невозможно. Крылья дрона машут с той же частотой, что и у живого сокола, а его размеры и вес (около 750 граммов) соответствуют взрослой самке хищной птицы. Это создает у других птиц иллюзию присутствия природного врага, заставляя их избегать территорию.

Robird управляется дистанционно, используя хвост для маневров и дроссель для контроля движения крыльев. Он способен эффективно отпугивать птиц весом до трех килограммов, что особенно важно при борьбе с крупными стаями гусей. Хотя устройство не может работать в дождь, ночью или при сильном ветре (свыше 20 км/ч), его поразительная реалистичность и эффективность делают его незаменимой частью программы отпугивания птиц от важных объектов типа аэропортов. 

3. BionicSwift от немецкой компании Festo

BionicSwift — удивительный дрон от немецкой компании Festo, который подражает полёту настоящей птицы. Этот инновационный проект демонстрирует, как лёгкие материалы и продвинутые технологии могут быть использованы для создания полупилотируемых летательных аппаратов.

Дрон весит всего 42 грамма, а размах его крыльев составляет 68 сантиметров. Его конструкция напоминает природные формы: крылья сделаны из лёгкой и гибкой пены, похожей на перья, и укреплены прочными углеродными стержнями. Такая конструкция позволяет крыльям двигаться вверх, пропуская воздух, и вниз, создавая подъёмную силу. Это обеспечивает плавный и естественный полёт, напоминающий полёт настоящей птицы.

BionicSwift оснащён радиомаяком и GPS, что позволяет отслеживать его траекторию на 3D-карте. Встроенный процессор помогает корректировать курс в реальном времени, даже если дрон попадёт под порывы ветра.
Этот дрон может выполнять сложные манёвры, такие как петли и резкие повороты. Его можно безопасно использовать как в помещении, так и на улице, где он демонстрирует устойчивость к лёгким порывам ветра.

BionicSwift — это не просто технологический прорыв, но и доказательство того, как природа вдохновляет разработчиков создавать совершенные и эстетичные роботизированные решения.

4. LisRaptor - сокол с пропеллером

Швейцарские ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны создали уникальный дрон LisRaptor, который также имитирует полет хищной птицы. Этот инновационный беспилотник способен выполнять сложные маневры, используя  движения хвоста, что делает его исключительно маневренным летательным аппаратом.

Разработчики черпали вдохновение в поведении настоящих ястребов, которые могут менять направление полета без взмахов крыльев. После тщательного изучения анатомии и движений хищных птиц, исследователи создали робота, максимально приближенного по своим характеристикам к природному прототипу.

LisRaptor оснащен легкими искусственными костями и суставами, позволяющими двигать крыльями и хвостом. Особое покрытие, имитирующее перья, обеспечивает дрону превосходные аэродинамические свойства. Благодаря этим техническим решениям беспилотник демонстрирует впечатляющую маневренность и эффективность в полете.
Разработка дрона-сокола имеет большое значение для развития авиации. Изучение принципов птичьего полета может помочь в создании новых типов дронов с улучшенной маневренностью и энергоэффективностью. Кроме того, такие роботы могут использоваться для научных исследований, например, для изучения поведения животных в естественной среде обитания.
Исследователи планируют продолжить работу над проектом, создав более совершенную модель робота, способную выполнять еще более сложные маневры. Также ученые рассматривают возможность применения этой технологии в других областях, таких как робототехника и биомиметика.

Открытие швейцарских ученых представляет собой важный шаг в развитии авиационных технологий. Робот-ястреб LisRaptor демонстрирует, как природные механизмы могут служить источником вдохновения для создания новых технологических решений, открывая широкие перспективы для будущего беспилотной авиации.

5. Российский дрон Махалёт "Рарок-2" 

Российские инженеры Андрей Мельник и Дмитрий Шувалов разработали уникальный проект тяжелого орнитоптера "Рарок-2" - летательного аппарата с машущими крыльями. Этот инновационный дрон представляет собой одну из самых тяжелых и эффективных конструкций в своем классе.
Аппарат имеет максимальную взлетную массу 30 килограммов и способен нести полезную нагрузку до 7,5 килограммов. Запас топлива обеспечивает 40 минут полета, при этом для взлета и посадки требуется 10 метров полосы. Важной особенностью конструкции является отказ от традиционной схемы с двигателем внутреннего сгорания.
Инженеры применили инновационную систему привода, использующую воздушные пружины (цилиндры) как накопители энергии. Система работает по принципу преобразования кинетической энергии в потенциальную и обратно, что позволяет эффективно использовать инерцию машущих крыльев. Дополнительная энергия для создания тяги и подъемной силы обеспечивается через специальную демпферную камеру.

По сравнению с другими моторизованными летательными аппаратами, полет "Рарок-2" практически бесшумен. Разработчики стремятся объединить в своем проекте преимущества самолетов и вертолетов, создав универсальный и эффективный беспилотный летательный аппарат.

Птицеподобные дроны представляют собой яркий пример того, как технологический прогресс позволяет воплотить давние инженерные замыслы в реальность. От первых экспериментальных моделей до современных высокотехнологичных устройств - этот путь отражает огромный скачок в развитии робототехники и авиации.
Сегодня мы наблюдаем все более широкое распространение орнитоптеров в различных сферах жизни. Будь то детские игрушки Go Bird, профессиональные системы безопасности как Robird, научно-исследовательские платформы BionicSwift или перспективные грузовые аппараты вроде "Рарок-2" - каждая разработка вносит свой вклад в развитие этого направления. 

Преимущества биомиметического подхода становятся все более очевидными: бесшумность, маневренность, энергоэффективность и естественный внешний вид делают птицеподобные дроны незаменимыми во многих областях применения. По мере совершенствования технологий производства и систем управления можно ожидать появления еще более впечатляющих разработок, которые откроют новые горизонты использования летательных аппаратов с машущими крыльями.