Komputerowy model lotu ważki

Gdy ważka zrywa się do lotu jej skrzydła zawirowują powietrze wytwarzając złożone struktury (ciąg powietrza). Niedawno zespół badaczy z Uniwersytetu Stanowego im. Braci Wright w stanie Ohio, w oparciu o dokładną analizę ruchów ważki, stworzył pierwszą symulację 3-D tego zjawiska. Można ją obejrzeć na powyższym filmie. 
Wykreowanie tej komputerowej symulacji stało się możliwe dzięki wykorzystaniu kamer dużych prędkości oraz umocowaniu na skrzydłach ważek (różnoskrzydłych) specjalnych znaczników (markerów) śledzonych przez komputer. Wyniki tego przedsięwzięcia umożliwiły stworzenie matematycznego modelu lotu ważki precyzyjnie symulującego zawirowania powietrza oraz ukazanie sposobu ich powstawania (wytworzenia).
Zespół naukowców zamierza wykorzystać tę symulację przy konstruowaniu mikro pojazdów powietrznych (MAV, czyli  micro-air vehicle), które mogą być użyteczne podczas akcji poszukiwawczych i ratowniczych oraz monitoringu miejsc użyteczności publicznej.

Taki mniej więcej jest sens omówienia filmu ukazującego symulację lotu ważki opublikowanego 25 listopada 2010 roku na tej stronie.

Niestety, nie łudźmy się, że tego typu statki powietrzne będą (są??) używane tylko w takich celach jak ratownictwo czy monitorowanie np. autostrad. Raczej należy położyć nacisk na słowa "poszukiwanie" (szpiegostwo) i "monitoring" (kontrola, podglądanie).

A co to jest MAV?

MAV to mikropojazd powietrzny należący do kategorii bezzałogowych statków powietrznych (UAV - unmanned aerial vehicles) o niewielkich rozmiarach (nowoczesne MAV nie przekraczają 15 cm). Pierwsze tego typu statki powietrzne zostały zbudowane przez hobbystów na potrzeby konkursów oraz fotografii lotniczej. Obecnie badaniami i rozwojem tej dziedziny są zainteresowane także rządy i wojsko. Małe statki powietrzne umożliwiają zdalną obserwację w niebezpiecznych środowiskach niedostępnych dla pojazdów naziemnych. MAV może być zdalnie sterowany i wyposażony w kamerę oraz mikrofon.
Wygląd owych pojazdów znacząco przypomina owady (np. ważki, muchy) lub małe ptaki.
Więcej o MAV można poczytać i dowiedzieć się here, here i tutaj oraz obejrzeć video.

***********

Odnotuję jeszcze swoje spostrzeżenia i pytania po obejrzeniu tytułowej prezentacji:

1. Pierwsza i druga para skrzydeł ważki porusza się w nieco innym tempie, a przynajmniej występuje pewne przesunięcie fazy ruchu. Zakres ruchów każdej pary również jest inny.
2. Prezentacja trwa krótko i wolałabym przyjrzeć się jej w zwolnionym tempie, ale wydaje mi się, że przednia para skrzydeł wykonywała duży ruch do tyłu, podczas gdy druga para poruszała się bardziej do przodu. Sprawiało to wrażenie, że pierwsza para jest para drugą i odwrotnie (skrzydła krzyżowały się) - było to widoczne w tej fazie prezentacji, gdy ważka "miała" zielone skrzydła.
3. Czym są owe struktury powietrza powstające pod wpływem uderzeń skrzydłami? Czy są to ściśnięte "bąble" powietrza, które po chwili się rozprężają?
4. Skrzydła ważki, zwłaszcza ich końce, rzeczywiście odchylają się w ten sposób, że ich spód jest widoczny od góry w fazie ruchu skrzydeł w górę. Czytając pewną pracę dotyczącą aerodynamiki skrzydeł machających (której omówienie przygotowuję) nie mogłam w to uwierzyć. Nie jest to pełne przekręcenie skrzydła wokół osi o 180 stopni względem ciała, ale rzeczywiście ma  miejsce, przynajmniej w tej fazie lotu.

MAV, mikropojazdy powietrzne, ważka mikropojazd powietrzny, ważki zachwycone MAV, MAV film linki