خبر طائر الطنان يتغلب على طائرات الهليكوبتر الصغيرة

فلسطين اليوم

وفقاً لتحليل جديد تم إجراؤه بقيادة الدكتور (ديفيد لينتينك)، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية في جامعة ستانفورد، فإن أجنحة طائر الطنان لا تزال تولّد رفعاً أكثر كفاءة من أفضل الشفرات التي تم تصميمها لطائرات الهليكوبتر الروبوتية الصغيرة، ويشير (لينتينك) بأن النتائج التي جاء بها التحليل يمكن أن يساعد على تصميم طائرات روبوتية صغيرة تكون أقوى من الحالية، كونه سيتم استيحاء التصاميم من هذه الطيور.

شملت التجربة قياس سرعة تحريك أجنحة 12 نوعاً مختلفاً من طيور الطنان، وذلك على جهاز مصمم لاختبار الديناميكا الهوائية للشفرات المروحية، واستخدم الباحثون كاميرات لتصوُّر تدفق الهواء حول أجنحة الطيور، كما استخدموا خلايا حساسة للأوزان، لقياس قوة السحب والرفع التي تنتج في السرعات المختلفة والزوايا المختلفة لحركة الأجنحة.

من ثم قام (لينتينك) وزملاؤه بتكرار هذه التجربة باستخدام شفرات طائرة الهليكوبتر الصغيرة (ProxDynamics Black Hornet) التي تعمل بالتحكم الذاتي، علماً أن هذه الطائرة هي أكثر طائرات التحكم الذاتي تطوراً، والتي استخدمها جيش المملكة المتحدة في أفغانستان، وحجمها يماثل حجم طائر الطنان.

على الرغم من أن طائرات الهليكوبتر تستعمل تقنية الدوران بدلاً من الرفرفة التي تستعملها الطيور، ومع ذلك فإن أجنحة الطائر الطنان استطاعت التفوق على شفرات طائرة الهليكوبتر الأكثر تطوراً، حيث يشير البحث بأنه في حال كان طائر الطنان يستعمل تقنية الدوران، فإنه سيستطيع توفير نصف الطاقة التي يستعملها للرفرفة، كما بيّن البحث أن شفرات الهليكوبتر الصغيرة استطاعت مضاهاة أجنحة الأنواع المتوسطة من طيور الطنان، ولكنها لم تستطع مجاراة الأنواع المتفوقة من هذه الطيور، مثل نوع آنا (Anna)، حيث كانت كفاءة أجنحة هذه الطيور أفضل بـ 27% من شفرات الهليكوبتر المصممة هندسياً.

يشير (لينتينك) بأنه لم يكن مُستغرِباً من تفوّق الطائر الطنان في الاختبارات، فهذا التفوق لا يعتبر مفاجئِاً، خاصة في ظل أن الدراسات السابقة كانت قد أشارت إلى أن أجنحة الطائر الطنان تعمل بفعاليّة لا تصدق، ويضيف (لينتينك) بأنه كان متفاجئاً من مدى تطور طائرة الهليكوبتر، فعلى الرغم من أن الأنواع المتفوقة من طائر الطنان لا تزال أفضل من هذه الطائرات المروحية، إلا أن قدرة هذه الطائرات على مقاربة أداء بعض الأنواع المتوسطة من هذه الطيور هو أمر مدهش، كونه ليس من السهل أبداً مقاربة أداء طيور الطنان، ويعتقد (لينتينك) بأن تقنية هذه الطائرات يمكن أن تتطور لتنافس الأنواع المتفوقة من طائر الطنان، في حال تم تصميم شفرات أفضل بأشكال مدروسة بشكل أكبر لهذه الطائرات، حيث أن دراسة قياسات أجنحة طائر الطنان (Anna)، يمكن أن تؤدي إلى تحسين قوة دوران شفرات الهليكوبتر بنسبة تصل إلى 27%.

قدمت الدراسة معلومات جديدة ودقيقة عن القوة العضلية لطيور الطنان، حيث بيّنت أن عضلات طيور الطنان تنتج 130 واط من الطاقة للكيلوغرام الواحد، وهذا أكبر من متوسط الطاقة التي تنتجها عضلات باقي الطيور ومعظم الفقاريات، التي تصل إلى مالا يتجاوز 100 واط/كجم، ولكن على الرغم من أن الدراسة الحالية كشفت عدة تفاصيل عن الكيفية التي يقوم بها طائر الطنان بالحفاظ على نفسه معلقاً بالهواء في مكان واحد، إلا أن هذه الطيور ما زالت تحتفظ بالعديد من الأسرار، فعلى سبيل المثال، لا يعرف العلماء حتى الآن كيف تحافظ طيور الطنان على وتيرة طيرانها في ظل العواصف القوية، أو كيف تستطيع تغيير اتجاهها بسرعة كبيرة أثناء المعارك الجوية.

أخيراً، يشير (لينتينك) بأن التجارب في المستقبل ستركّز على فهم القدرات والخصائص التي يتمتع بها طائر الطنان لتطبيقها على الطائرات الروبوتية، والخطوة القادمة هي دراسة مدى تأثير نسبة امتداد الجناح على أداء طائر الطنان في الطيران، فنسبة امتداد الجناح (أي نسبة طول الجناح إلى عرضه) تقاربت لدى جميع أنواع طيور الطنان بشكل لافت حيث كانت بنسبة 3.9، وبالنظر إلى نسبة امتداد أجنحة الطائرات، يتبين أن نسبة طول إلى عرض الأجنحة هي أعلى بكثير، فمثلاً في طائرة (ProxDynamics Black Hornet) التي تم إجراء هذه التجربة عليها كانت النسبة 4.7، وفي حال كانت نسبة الجناح تؤثر فعلاً على الأداء، فإن تطبيق هذه النسب على الروبوتات الطائرة سيحقق الكثير من التقدم.