دانشمندان با الهام از شیوه طبیعی و بینظیر جمجمه دارکوب در دفع ضربات، موفق به توسعه پهپاد مقاوم در برابر برخورد مستقیم شدهاند که از تخریب اجزای حساس خود جلوگیری میکند.
به گزارش تکناک، این پهپاد بالثابت که با نام SWIFT و توسط محققان مؤسسه فناوری فدرال لوزان (EPFL) در سوئیس طراحی شده است، تحولی مهم در صنعت پهپادها به حساب میآید، چرا که توانسته است مشکل همیشگی پهپادهای بالثابت یعنی آسیبپذیری شدید در برخوردها را برطرف کند.
پهپادهای بالثابت به دلیل سرعت بیشتر و بهرهوری بالاتر انرژی، نسبت به نمونههای چندملخه مزیت دارند. اما نقطهضعف بزرگ آنها، شکنندگی در برابر برخورد با موانع ثابت مانند درختان یا ساختمانها است؛ برخوردهایی که اغلب باعث آسیبهای غیرقابل جبران میشود. در حالی که پهپادهای چندملخه امکان استفاده از قفسهای محافظ را دارند، طراحی بالثابتها چنین گزینهای را محدود میسازد. محققان برای رفع این مشکل، به سراغ الهام از طبیعت رفتهاند. دارکوب، پرندهای است که روزانه با قدرت بالا سر خود را به درخت میکوبد، اما هیچگاه دچار آسیب مغزی نمیشود. راز این مقاومت در ساختار منحصربهفرد جمجمه آن نهفته است.
جمجمه دارکوب از سه بخش اصلی تشکیل شده است: منقار سخت، استخوان انعطافپذیر Hyoid که به دور جمجمه میپیچد و ضربه را توزیع میکند و لایهای از استخوان اسفنجی که میان این اجزا قرار دارد. علاوه بر این، وجود فضای خالی اطراف مغز به دفع انرژی کمک میکند. این آرایش بهگونهای طراحی شده است که انرژی ضربه بهجای انتقال مستقیم به مغز، در ساختار جمجمه توزیع و خنثی میشود. مهندسان EPFL این معماری طبیعی را در پهپاد SWIFT بازطراحی کردهاند. در این پهپاد مقاوم در برابر برخورد، میلههای کربن سخت نقش منقار را دارند، نوارهای خمیده کربنی جای استخوان Hyoid را گرفتهاند، کابلهای کشسان جایگزین استخوان اسفنجی شدهاند و صفحات کربنی که با براکتهای پلاستیکی PLA به لولههای کربنی متصل شدهاند، نقش استخوان اصلی جمجمه را ایفا میکنند.
در بخش داخلی، اجزای حیاتی مانند موتور، ملخ پیشران و قطعات الکترونیکی همانند مغز در جمجمه دارکوب با کابلهای لاستیکی معلق هستند. این طراحی امکان حرکت آزاد تا ۲۲ سانتیمتر را هنگام برخورد فراهم میکند و مانع از انتقال مستقیم ضربه به اجزای حساس میشود. علاوه بر این، فناوری کاهش ضربه الهامگرفته از دارکوب به بالهای پهپاد نیز گسترش یافته است. در بدن پرندگان، شبکهای از بافتهای نرم در مفاصل شانه نقش مهمی در مهار فشار برخورد بالها ایفا میکند. محققان این ویژگی را با استفاده از شبکهای شامل ۱۲ کابل کشسان و میلههای کربنی بازسازی کردهاند. این سیستم علاوه بر جذب ضربههای احتمالی، از جدا شدن بالها جلوگیری و حتی انرژی اضافی را قبل از رسیدن به بخش «مغز» پهپاد مهار میکند.
براساس اعلام پژوهشگران، دو سامانه مبتنی بر Tensegrity در SWIFT میتوانند شدت ضربه را تا ۷۰ درصد در مقایسه با پهپادهای تجاری مشابه کاهش دهند. این دستاورد نهتنها به دوام بیشتر پهپاد کمک میکند، بلکه باعث افزایش امنیت مأموریتها در شرایط سخت و محیطهای پرخطر نیز میشود. پژوهشگران معتقد هستند که توسعه چنین فناوریهایی میتواند نقطه عطفی در طراحی پهپادها باشد. از عملیات جستوجو و نجات در مناطق پرمانع گرفته تا مأموریتهای نظامی و اکتشافی، پهپاد مقاوم در برابر برخورد مثل SWIFT میتواند نقش کلیدی ایفا کند. ترکیب الهام از طبیعت با فناوریهای نوین، مسیر تازهای برای ساخت پهپادهای مقاومتر و کارآمدتر پیش روی صنعت هوایی قرار داده است.
