Máy bay không người lái ‘siêu nhân” vỗ cánh bay, nhào lượn như chim én

Một nhóm kỹ sư quốc tế đã phát triển nguyên mẫu máy bay không người lái mới, có khả năng bắt chước các động tác nhào lộn trên không của một trong những loài chim bay nhanh nhất thế giới, đó là chim én Chimney swift.

Theo đó, một nhóm nghiên cứu đến từ Singapore, Úc, Trung Quốc và Đài Loan đã thiết kế Ornithopter, là chiếc máy bay không người lái bay bằng cách vỗ cánh, bắt chước cách bay vỗ cánh của chim, dơi và côn trùng.

Ornithopter có chiều dài thân máy khoảng 200 mm, nặng 26 gram có thể bay lượn, phóng, lướt giống như một con chim Chimney swift (là một loài chim thuộc họ chim én Apodidae) đời thực. Từ đó giúp Ornithopter bay linh hoạt hơn, an toàn và yên tĩnh hơn, so với các máy bay không người lái 4 cánh quạt hiện nay.

“Trong tự nhiên, chim Chimney swift có tốc độ tối đa đạt 31m/s, tương đương với 112 km/h với khả năng nhào lượn, xoay thân cực đỉnh trong không trung. Thế nên, chúng tôi muốn sao chép 10% khả năng bay đặc biệt của loài chim này lên thiết bị Ornithopter mới”, tiến sĩ Yao-Wei Chin, nhà khoa học nghiên cứu thuộc Đại học Quốc gia Singapore, người đứng đầu dự án này cho biết.

Chỉ với 26 gam, Ornithopter đã được tối ưu hóa về trọng lượng để tăng khả năng bay, lượn, cũng như dễ dàng tránh các va chạm trên không trung, các địa hình mà bản thân một máy bay không người lái 4 cánh quạt hiện nay vẫn chưa thể làm trọn vẹn.

Cũng theo Tiến sĩ Yao-Wei Chin, máy bay không người lái Ornithopter có cánh vỗ kích thước tương tự như của một con bướm đêm hoặc lớn một chút, nó có thể thực hiện một số động tác đặc thù của loài chim trong tự nhiên.

“Không giống như các máy bay 4 cánh quạt thông thường, máy bay không người lái Ornithopter lấy từ cảm hứng sinh học, có thể được sử dụng thành công trong một loạt các nhiệm vụ thăm dò, khám phá, phân tích môi trường một cách hiệu quả, linh hoạt hơn rất nhiều trong tương lai”, Tiến sĩ Chin nói.

Trong thử nghiệm, Ornithopter có thể phục hồi độ lướt ổn định sau khi lật cơ thể ở một góc 90 độ. Chính phần đuôi công nghệ tạo dưới lực đẩy cao, cùng một bộ truyền chống xoáy tối đa hóa lực đẩy vận hành đã mang lại khả năng ưu việt này cho thiết bị.

Do có khả năng duy trì được sự ổn định, cân bằng cao trong gió mạnh nên Ornithopter cũng có thể được sử dụng để đuổi chim ra khỏi sân bay, giảm nguy cơ loài vật này bị hút vào động cơ phản lực, gây ra các sự cố đáng tiếc.

Kỹ sư hàng không vũ trụ của Đại học Nam Úc (UniSA), Giáo sư Javaan Chahl cho biết: “Hiện cũng có những chiếc Ornithopter có thể bay tới và lui nhưng không thể nào nhào lượn, phóng, tăng tốc, vỗ cánh, len lỏi linh hoạt. Chúng tôi đã khắc phục những vấn đề trên ở nguyên mẫu mới nhất của mình, tất cả đạt được nhờ lực đẩy khủng do cánh quạt tạo ra”.

“Cấu trúc cánh vỗ của Ornithopter này có thể giúp nâng và kéo, tái tạo mô hình cách bay của những con chim ở mức độ tương đồng cao nhất. Về cơ bản, chiếc Ornithopter này là sự kết hợp giữa thiết kế dù lượn, máy bay không người lái và kết cấu máy bay trực thăng”.

Bằng cách cải tiến thiết kế, chiếc Ornithopter mới có thể tạo ra lực đẩy đủ để mang theo máy ảnh và thiết bị điện tử đi kèm, dùng để theo dõi đám đông và thám sát tình trạng giao thông công cộng, thu thập thông tin hay khảo sát tình trạng rừng, động vật hoang dã.

“Trọng lượng nhẹ và đôi cánh đập chậm của Ornithopter ít gây nguy hiểm hơn cho nhiều người, vật cản so với máy bay không người lái 4 cánh”, Giáo sư Javaan Chahl nói thêm.

Thiết bị này được chế tạo từ tháng 11/2019, sau đó được chấp thuận phát hành vào 18/6/2020 và được đăng tải trên Tạp chí Science Robotics (2020) vào ngày 22/7.

Theo Techxplore