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Un nuevo experimento en Pensilvania ofrece descubrimientos que permitirán a la industria aeronáutica diseñar minúsculos robots voladores

Un grupo de científicos de la Lehigh University de Pensilvania han identificado algunas de las características físicas que podrían explicar cómo los insectos pueden recuperarse tan rápidamente de una parada en mitad del vuelo, al contrario de lo que sucede con las aeronaves convencionales de alas fijas, en las que un estado de parada conduce, a menudo, a que se estrellen contra el suelo. El trabajo, publicado en la revista Physics of Fluids, en el que los investigadores han estudiado el flujo alrededor de un modelo rotatorio de ala, mejora la comprensión acerca de cómo vuelan los insectos y permite conocer cómo debería ser diseñado un pequeño robot volador para misiones de inteligencia, vigilancia o localización y rescate.
Insectos tales como la mosca de la fruta se ciernen en el aire aleteando, en un complejo movimiento con sus alas similar a las brazadas del estilo libre en la natación. Las alas rotan en un plano individual, y variando el ángulo entre el plano y su cuerpo, el insecto puede volar hacia adelante desde una posición de planeo.

Para simular las bases de funcionamiento de esta acción, Matthew Bross y su equipo en la Lehigh University en Bethlehem, en Pensilvania, estudiaron cómo fluye el agua alrededor de un modelo rotatorio de ala consistente en una pieza rectangular de acrílico que es dos veces más larga que ancha. El eje de rotación está fuera del lado del ala y paralelo a su ancho, por lo que rota como la mitad del propulsor de un aeroplano. Para simular el movimiento hacia adelante –un escenario en el que el insecto está acelerando o ascendiendo- los investigadores bombearon agua en perpendicular a la dirección de la rotación del plano.

“Hemos conseguido identificar el desarrollo de las estructuras que fluyen sobre un ala de la escala de la de un insecto en una gama de distintas velocidades de vuelo hacia adelante”, explica Bross. Los investigadores han realizado detalladas visualizaciones computerizadas en tres dimensiones del flujo alrededor del ala, encontrando que un vórtice de gran potencia –un hecho crucial para conseguir que cualquier cuerpo logre ascender- se forma casi inmediatamente cuando el ala comienza a rotar después de un estado de parada.

El artículo, firmado por Matthew Bros, Cem Alper Ozem y Donald Rockwell ha sido publicado en Physics of Fluids bajo el título Flow structure on a rotating wing: effect of steady incident flow (‘Estructura del flujo en un ala rotatoria: efecto de un corriente incidente continua).
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