Specialiștii în aerodinamică au creat sisteme care se deplasează asemenea insectelor zburătoare sau păsărilor și pot atinge o manevrabilitate comparabilă cu a lor

Încă din antichitate oamenii au dorit, dar cu siguranță mai întâi au visat, să construiască „vehicule zburătoare”, aparate echipate cu mecanisme care să le ajute să se ridice de la sol și să se deplaseze liber prin aer. O demonstrează desenele, schițele și manuscrisele descoperite de-a lungul ultimelor secole. Izvorul de inspirație a fost zborul păsărilor și, urmărindu-le cu atenție, s-au gândit că pot fi imitate. După mult, mult timp, s-a reușit construirea „mașinilor care zboară”, dar, numite de acum aeronave, acestea nu reproduc procedeul întâlnit la păsări și la unele insecte, „bătaia din aripi”. Pe site-ul ieeecss.org se arată că principalul motiv pentru „punerea lentă în aplicare” a zborului cu „aripi care bat” a fost că eficiența aerodinamică ridicată, care se întâlnește în natură la insectele care zboară și la păsări, nu se poate regăsi la o scară mare, acolo unde este atât de necesară (un exemplu sunt aeronavele cu echipaj). Site-ul ieeecss.org aparține unității Control Systems Society (CSS) din cadrul asociației profesionale de inginerie electrică și electronică (IEEE, abreviere de la Institute of Electrical and Electronics Engineers). IEEE CSS se preocupă de „dezvoltarea teoriei și practicii sistemelor și controlului în inginerie”, punând accent pe „promovarea progresului în știință, tehnologie și educație, a luării deciziilor, a teoriei și a aplicațiilor, în întreaga lume” (ieeecss.org). Dezvoltarea aplicațiilor practice pentru aeronavele cu aripi mobile (cu mișcări controlate) a prins contur odată cu progresul tehnologiei dronelor sau UAV (Unmanned Aerial Vehicle) de foarte mici dimensiuni, numite sUAV (small Unmanned Aerial Vehicle) sau MAV (Micro Air Vehicle). „Provocarea de a crea vehicule aeriene cu aripi mici, motorizate, care să îndeplinească anumite funcții practice, pare a fi acum la îndemână (ieeecss.org)”. De câțiva ani, o echipă de cercetători din Laboratorul de Cercetare al Forțelor Aeriene ale Statelor Unite (US AFRL, *Air Force Research Lab) a lansat un proiect de MAV bazat pe mișcarea biomecanică a păsărilor și a insectelor zburătoare. Scopul acestui proiect, derulat pe perioadă lungă de timp, este crearea unor drone minuscule pentru „supraveghere în spații deschise, operațiuni în roi (drone swarms) și conștientizarea situației pe câmpul de luptă” (uasvision.com sau thedefensepost.com). În acest fel, biomecanica, ramură a biologiei care se ocupă cu studiul mecanicii aplicate de la sistemele biologice și al principiilor anatomice proprii mișcării animalelor, nu mai este pusă în practică doar în sport, în special în gimnastică, ci și în avionică. Pe lângă un control obișnuit și natural al zborului, majoritatea păsărilor și a insectelor zburătoare folosește mișcările recurente ale aripilor pentru a se propulsa și pentru a efectua diferite manevre, controlate și rapide. Pentru a proiecta și construi „aeronavele cu aripi care bat folosind forțe mai degrabă periodice decât constante” (ca la avioanle convenționale), cercetătorii s-au inspirat și din mișcările unice ale păsării Colibri. La lansarea proiectului, AFRL a stabilit că „obiectivul este de a dezvolta drone de dimensiunea păsărilor până în anul 2015 iar până în 2030 MAV de dimensiunea insectelor”. Se intenționa ca primele MAV „să fie lansate în aer dintr-o dronă aeriană mai mare și, funcționând în modul semi-autonom până la aproape o săptămână, să descopere arme de distrugere în masă”. Tot la acel moment a fost postat pe site-ul youtube.com un videoclip (cu imagini de animați) unde au apărut și comentariile prezentate mai sus.

Câteva secvențe sunt redate alăturat. Recent, cercetătorii au început să dezvolte MAV care sunt dirijate prin manevrarea mișcărilor rapide ale aripilor, inclusiv prin controlul oscilațiilor acestora pentru o bună dinamică a zborului. După cum arăta site-ul uasvision.com pe 21 iunie a.c. „provocarea inginerilor a fost proiectarea unei aeronave capabilă de un zbor cu șase grade de libertate utilizând doar două dispozitive fizice de acționare (actuatoare)”. Actuatorul este componenta „responsabilă de mișcarea și de controlul mecanismelor” (thedefensepost.com și newsbreak.com), ete un dispozitiv care controlează modul cum acționează un sistem. „Un actuator produce mișcare, care poate fi rotativă sau liniară, prin conversia energiei și a semnalelor care intră în acel sistem”, conform site-ului reac-group.com, site al companiei REAC, producător al unei game largi de dispozitive, care include actuatoare liniare electrice compacte, sisteme de ridicare, sisteme de control și altele. Biroul de brevete și invenții al Statelor Unite a aprobat două cereri de brevet pentru invenții care pot influența zborul aparatelor echipate cu aripi care bat. Primul (No. USPTO 8.700.233 din 2014) propune o metodă de modelare a profilelor pentru aripi, iar al doilea (No. USPTO 9.428.269 din 2016), metode și aparate pentru obținerea unui control independent pe 6 grade de libertate. USPTO sunt inițialele de la United State Patent and Trademark Office. Fiind aprobate de USPTO, brevetele confirmă că soluția specialiștilor se poate realiza practic și se poate pune în aplicare, adică „mișcările instinctive ale insectelor zburătoare și ale păsărilor” pot fi reproduse întocmai. Subiectul a revenit rapid în actualitate odată cu semnarea în luna ianuarie a.c. a unui „acord non-exclusiv de licență de brevet” (Non-Exclusive Patent License Agreement, PLA) între Departamentul Forțelor Aeriene al Statelor Unite (Departemnt of the Air Force, pe scurt DAF) cu firma Airion Health, LLC. pentru dezvoltarea, fabricarea și comercializarea acestei tehnologii. Acordul prevede că firma cu sediul în Los Angeles, statul California, „trebuie să realizeze un prototip funcțional” în termen de 15 luni de la semnarea contractului (conform thedefensepost.com și newsbreak.com, 17 iunie 2021). Proiectarea se va baza, în primul rând, pe cele două brevete. În articolul de pe site-ul uasvision.com se mai precizează că ambele părți au căzut de acord că, „fiind dezvoltat pentru aplicații practice și pus la dispoziție”, proiectul va servi interesului public. Va urma.