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Como o voo dos pássaros pode ajudar a melhorar os drones

Pesquisadores da Universidade da Califórnia em Davis, nos Estados Unidos, estão usando modelagem computacional e sistemas de aerodinâmica para estudar a agilidade de voo dos pássaros. Eles querem entender como as gaivotas conseguem mudar a forma das asas para manter a sustentação, mesmo passando por rajadas de vento e outros distúrbios.

Segundo os cientistas, entender a dinâmica de voo desses animais pode ajudar no desenvolvimento de drones aéreos não tripulados adaptáveis, capazes de realizar manobras bruscas no ar ou manter a estabilidade quando estão planando durante trajetos de longo alcance.

“Os pássaros realizam manobras desafiadoras com facilidade, sendo adaptáveis em situações diversas. As gaivotas são planadores realmente impressionantes, com capacidades de voo que podem ser aplicadas em futuras aeronaves mais eficientes”, explica a professora de engenharia mecânica Christina Harvey, autora principal do estudo.

Voos turbulentos

Para descrever as propriedades de voo dos pássaros, os pesquisadores criaram equações que explicam as características inerciais das aves, como o centro de gravidade e o chamado “ponto neutro”, em que forças aerodinâmicas podem ser constantemente modeladas como forças pontuais

Esquema mostrando como as gaivotas alteram o formato das asas durante o voo (Imagem: Reprodução/UC Davis)
Esquema mostrando como as gaivotas alteram o formato das asas durante o voo (Imagem: Reprodução/UC Davis)

Em seu trabalho mais recente, os cientistas demonstraram que todas as espécies de aves estudadas são capazes de voar de maneira estável e instável, utilizando os movimentos das asas para alternar entre esses dois modos de forma natural e adaptativa, conforme a situação de voo.

“As aeronaves são normalmente projetadas para serem estáveis ​​ou instáveis. Uma aeronave comum tenderá a retornar ao voo estável quando perturbada por uma turbulência ou rajada de vento. Isso é desejável num avião comercial, mas não em um caça a jato. Aeronaves altamente manobráveis ​​são projetadas para serem instáveis como os pássaros”, acrescenta Harvey.

Controle aerodinâmico

Utilizando modelos impressos em 3D de asas de gaivota em um túnel de vento, os pesquisadores aplicaram esquemas de modelagem computacional de forças inerciais para compreender como esses pássaros alcançam a estabilidade enquanto estão subindo ou mergulhando durante o voo.

Cientistas usaram asas impressas em 3D para entender a dinâmica de voo das gaivotas (Imagem: Reprodução/UC Davis)
Cientistas usaram asas impressas em 3D para entender a dinâmica de voo das gaivotas (Imagem: Reprodução/UC Davis)

Eles perceberam que as gaivotas conseguem ajustar a forma como respondem a esse tipo de perturbação situacional, corrigindo as articulações do pulso e do cotovelo e alterando o formato das asas. Com esses movimentos, elas podem se recuperar rapidamente, mantendo a estabilidade mesmo sob condições de voo adversas.

“Se construíssemos uma aeronave exatamente como uma gaivota, um humano conseguiria pilotá-la? Provavelmente, não. No entanto, essas característica podem ser implantadas em veículos aéreos não tripulados, capazes de navegar em ambientes urbanos complexos, algo que os pássaros fazem muito bem”, encerra a professora Christina Harvey.

Fonte: Canaltech

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