Skal fly være mere som fugle?

Ville fly være bedre, hvis de var mere som fugle? Ingeniører fra University of Bristol og Royal Veterinary College har studeret vores fjer-venner for at besvare netop dette spørgsmål, som svaret vil blive afsløret på Royal Society Summer Science 2021.

Holdet fra universitetets bio-inspirerede Flight Lab og Royal Veterinary College er blevet udvalgt til at dele deres banebrydende forskning ved Royal Society Summer Science 2021, som afholdes online fra torsdag den 8. juli.

Luftfartsingeniører har længe været fascineret af, hvordan fugle flyver, og hvad vi kan lære om, hvordan de tilpasser sig forskellige forhold. I det seneste år har holdet fra Bristol og RVC gjort betydelige opdagelser om den måde, fuglenes vinger og haler bevæger sig på, hvilket giver dem smidighed og effektivitet - forskning, der kan have store konsekvenser for fremtidens flydesign.

Holdet udførte en række eksperimenter med nogle af naturens mest elegante og imponerende fugle – Lily, en krudtugle; Ellie, en høgehøg; og Sasha, en tawny ørn. Dette omfattede oprettelse af en skræddersyet vindstødsgenerator og vindtunnel, som Lily og Sasha kunne flyve igennem, ved at bruge højhastigheds- og motion-capture-kameraer til at fange hver enkelt fjer i detaljer, mens den bøjede sig og bevægede sig under hele deres flyvning.

I et andet eksperiment fyldte de laboratoriet med sæbebobler indeholdende lidt tilsat helium, så de hang i luften. Da fuglene gled gennem denne sky af bobler, rørte de i dem, så holdet kunne forstå, hvordan fugle bruger deres haler på en anden – og mere effektiv – måde i forhold til flyvemaskiner.

For virkelig at bringe deres forskning til live på den virtuelle udstilling har teamet udviklet en række onlineindhold. Dette inkluderer et interaktivt spil, Det er en leg, og en augmented reality-app, OwlAR, der giver brugerne mulighed for at genskabe holdets vindstødseksperiment ved at bruge en mobilenhed til at flyve sløruglen Lily rundt i deres egen stue, lokale park - eller hvor som helst andre steder de tilfældigvis er!

Forskningen bag dette sjove og interaktive indhold er betydningsfuldt, fordi det begynder at løse to af de store problemer, som luftfartøjer står over for – flyveevne og brændstoføkonomi.

"Fremtidige fly- og luftrobotter kan fungere på meget forskellige måder end de nuværende teknologier.  Ved at studere fugleflyvning kan vi få inspiration til nye måder at løse udfordringer på, såsom at spare energi og håndtere stormende vindforhold."

"Det har været fantastisk at arbejde sammen med RVC for at studere, hvordan fugle er tilpasset til at flyve så effektivt og robust," sagde Dr. Shane Windsor, lektor i aerodynamik i Bristols afdeling for luftfartsteknik.

"Vi forsøger at forstå den naturlige verden fra et ingeniørmæssigt perspektiv, og så vender vi den rundt for at bruge vores biologiske viden til at forbedre ingeniørdesign. Det har været et privilegium at udstille vores arbejde med de ingeniørmæssige anvendelser af fugleflyvning ved Royal Society Summer Science-begivenhed .

"Our virtual visitors can see how observing birds of prey has helped us to develop hinged-wing aircraft for a smoother ride, and reduce the drag of future small aircraft with bird-like tails. On top of that, we have brought a slice of science directly to you; why not recreate our experiments by flying our favourite barn owl, Lily, around your very own home using our augmented reality experience, OwlAR?

"The all-digital format this year has been a fun challenge and a great way to communicate our scientific research to the world - we hope we have made engaging interactive content with an enduring appeal," said Professor Richard Bomphrey, Interim Vice Principal for Research; Professor of Comparative Biomechanics at the Royal Veterinary College.

"It has been tremendous fun curating our research for the public via the Royal Society. We aim to get everyone thinking (and dreaming!) about the future of aircraft and to inspire the scientists of tomorrow," said Jonathan Stevenson, PhD, Research Associate in Bird-inspired Aerodynamics from Bristol's Department of Aerospace Engineering.