Aerodynamik hos siddende fugle kunne være afgørende for flydesignet

Hvis du nogensinde har set en fugl lande på en trægren, har du måske bemærket, at den hurtigt slår sine vinger opad i en høj vinkel for at udføre en jævn landing. Men for nogle fugle lander de ved at folde deres vinger, mens de sætter sig i stedet for, hvilket skaber en fejende bevægelse, når de bremser.

For at afdække mysteriet bag disse forskelle i bevægelse, studerede et team af forskere i UCF Department of Mechanical and Aerospace Engineering aerodynamikken i fugle-perching-manøvrer og deres implikationer for flydesign. Forskernes resultater blev for nylig offentliggjort i Physical Review Fluids , og deres papir var også med i Fysik , onlinemagasinet fra American Physical Society.

Holdet, ledet af rumfartsingeniørstuderende Dibya Raj Adhikari, fandt ud af, at den fejende bevægelse, som ændrer formen på en fugls vinge, øger løft og giver mulighed for bedre kontrol over aerodynamiske kræfter under en landing.

"En fuldstændig forståelse af denne siddende manøvre ville hjælpe med at kvantificere ydeevnen af ​​de naturlige flyers og hjælpe med at designe sikrere fly," siger Adhikari. "Denne siddemanøvre giver også fuglene mulighed for at lande jævnt inden for en kort afstand. Så en siddemanøvre med swept-wing-konfiguration kan være en mulighed, hvor baneafstand er et problem."

For at simulere bevægelsen af ​​fuglevinger brugte holdet aluminiumsplader, som de skubbede gennem en tank med vand indeholdende sølvbelagte glaskugler. En rektangulær plade blev brugt til at efterligne en lige vinge, mens en tilspidset plade blev brugt til at efterligne en foldet vinge. Pladerne blev flyttet med konstant hastighed i nogle få sekunder, derefter vippet og flyttet mod tankvæggen under deceleration for at efterligne en fugl, der kastede og hivede med vingerne, når den lander.

Forskerne fandt ud af, at den fejede vingebevægelse stabiliserede den forreste hvirvel, en af ​​de vigtigste mekanismer, der forbedrer løft. Denne stabilisering fører i sidste ende til en bedre landing i fugle - og potentielt i fly.

Adhikari arbejdede på denne forskning under vejledning af adjunkt Samik Bhattacharya, hvis tidligere arbejde tiltrak ham til UCF. "Under min master arbejdede jeg på en bio-inspireret flyvning ved hjælp af eksperimentelle teknikker," siger Adhikari. "Jeg ville udforske mere inden for dette felt, og jeg fandt Samik Bhattacharya i gang med en lignende form for forskning her på UCF." + Udforsk yderligere

Fuglelignende vinger kan hjælpe droner med at holde sig stabile i vindstød