Israelis stabilisieren Drohnen mit Technik von Schildläusen
JERUSALEM, 17.04.2017 (DL) – Winzige Fluginsekten können durch eine spezielle Technik ihren Start stabilisieren. Das haben Forscher der Universität Tel Aviv heraus gefunden. Sie nutzen diese Erkenntnis, um den Flug von Drohnen zu verbessern.
Die Gewächshaus-Weiße Fliege (Trialeurodes vaporariorum, Foto) ist eine Mottenschildlaus. Das Tier ist knapp drei Millimeter lang. Die Flügeladerung ist stark zurückgebildet. Ihre Hinterbeine besitzen jedoch eine starke Sprungmuskulatur. Wenn Weißfliegen abheben, breiten sie nicht einfach ihre Flügel aus und starten. Sie verwenden vielmehr eine Vielzahl von Techniken, die ihnen eine außergewöhnliche Stabilität in der Luft verleihen. Diese Techniken können auch für Drohnen verwendet werden, so die Forscher aus Tel Aviv.
Spezielle Abflugtechnik
Die Weißfliegen heben erfolgreich ab, ohne mit ihren Flügeln zu flattern. Die sind nur 28 Prozent länger sind als ihre Körper. Sie heben ihre Flügelspitzen an, um Luftwiderstand zu bieten. „Die Weißfliegen machen einen mächtigen Sprung, ehe sie ihre Flügel für den Flug einsetzen“, erläuterte Dr. Gal Ribak von der Uni-Abteilung für Zoologie. „Dann, wenn die Insekten sich durch die Luft bewegen, müssen sie die Rotation ihres Körpers stoppen, um sich für den Flug neu zu orientieren. Sie tun das, indem sie die Spitzen ihrer gefalteten Flügel verlängern und hohen Luftwiderstand hinter dem Körper verursachen. Diese aerodynamische Kraft stabilisiert den Start, und erst dann breiten die Insekten ihre Flügel aus und fliegen.“ Das alles geschieht in weniger als zwölf Millisekunden.
Natur gibt Anleitungen
„Die Natur gibt uns Anleitungen, wie man den Start kleiner Roboter-Drohnen mit gefalteten Flügeln stabilisiert“, unterstrich Ribak. „Die Insekten lassen sich nach ihrem Absprung etwas fallen. Aber die Spitzen der gefalteten Flügel sorgen für ausreichenden Luftwiderstand, ähnlich den horizontalen Flächen eines Flugzeughecks.“ Das Team filmte den Start der Insekten mit Hochgeschwindigkeitskameras in Zeitlupe und extrahierten 3D-Daten. Mit diesen Daten modellierten sie die Aerodynamik und die Rotation der Insekten während des Starts. Das Modell zeigte, dass die Spitzen der gefalteten Flügel das wichtigste Element des Stabilitätsmechanismus waren. Dieser Mechanismus soll nun bei Drohnen zum Einsatz kommen. Die Wissenschaftler untersuchen zudem noch weitere Kleininsekten mit kurzen Flügeln, um weitere Erkenntnisse für einen stabilen Drohnenstart zu gewinnen.
Foto: Jyotish Kumar P.G. (Flickr)
