Un nuevo estudio ha revelado los secretos del peculiar vuelo suspendido en el aire de los cernícalos y puede servir de base para futuros diseños de drones y estrategias de control de vuelo.
El estudio, “Firmes mientras flotan: cinemática de la transformación de las alas y la cola de los cernícalos durante vuelos estacionarios”, se publicó por investigadores de las universidades de Bristol y RMIT.
Hacer que los drones sean más seguros y estables en condiciones turbulentas, o en ciudades donde las ráfagas de viento de los edificios altos dificultan el vuelo, hace que aplicaciones como la entrega de paquetes, la entrega de alimentos y el monitoreo ambiental sean más factibles y más frecuentes.
El estudio realizado en las instalaciones del Túnel de Viento Industrial del RMIT, uno de los más grandes de su tipo en Australia, es el primero en medir con precisión la estabilidad de la cabeza de un cernícalo de Nankeen durante el vuelo estacionario, y encontró un movimiento de menos de 5 mm durante el comportamiento de caza.
“Normalmente, los aviones utilizan los movimientos de los flaps para estabilizarse durante el vuelo”, dijo en un comunicado el investigador principal del RMIT, el Dr. Abdulghani Mohamed.
“Nuestros resultados, adquiridos a lo largo de varios años, muestran que las aves rapaces dependen más de los cambios en el área de la superficie, lo cual es crucial, ya que puede ser una forma más eficiente de lograr un vuelo estable también en aviones de ala fija”.
Los cernícalos y otras aves rapaces son capaces de mantener sus cabezas y cuerpos extremadamente quietos durante la caza. Este comportamiento de vuelo especializado, llamado vuelo estacionario, permite a las aves “colgarse” en un lugar bajo las condiciones de viento adecuadas sin aletear. Al realizar pequeños ajustes en la forma de sus alas y cola, pueden lograr una estabilidad increíble.
Gracias a los avances en la tecnología de captura de movimiento y cámaras, el equipo de investigación pudo observar dos cernícalos Nankeen, entrenados por Leigh Valley Hawk and Owl Sanctuary, en alta resolución.
Equipados con marcadores reflectantes, los movimientos precisos de las aves y las técnicas de control de vuelo durante el vuelo sin aleteo se rastrearon en detalle por primera vez.
“Estudios anteriores involucraban aves que volaban casualmente a través de turbulencias y ráfagas dentro de túneles de viento; en nuestro estudio rastreamos un comportamiento de vuelo único en el que las aves mantienen activamente una estabilidad extrema, lo que nos permite estudiar la respuesta de control puro sin aleteo”, dijo Abdulghani Mohamed, primer autor del estudio.
Al mapear estos movimientos, los investigadores obtuvieron información que podría utilizarse para lograr un vuelo más estable para aeronaves de ala fija.
Alas cambiantes
“El comportamiento de vuelo en el aire que observamos en los cernícalos es la representación más cercana en el mundo aviar a las aeronaves de ala fija”, dijo Mohamed.
“Nuestros hallazgos sobre los cambios en el área de la superficie del ala podrían aplicarse al diseño de alas cambiantes en drones, mejorando su estabilidad y haciéndolos más seguros en condiciones climáticas adversas”.
El profesor asociado de Aerodinámica Bioinspirada en la Universidad de Bristol y coautor del último artículo, el Dr. Shane Windsor, dijo que la utilidad de los vehículos aéreos no tripulados (UAV) de ala fija actuales se redujo significativamente por su incapacidad para operar en condiciones de viento racheado.
“En el Reino Unido se están utilizando vehículos aéreos no tripulados para entregar correo a islas remotas, pero su tiempo de funcionamiento es limitado debido a las ráfagas de viento habituales.
“Las aeronaves comerciales de ala fija actuales tienen que diseñarse con una geometría fija y optimizarse para operar en una determinada condición de vuelo.
“La ventaja de las alas adaptables es que se pueden optimizar continuamente durante el vuelo para una variedad de condiciones, lo que hace que la aeronave sea mucho más maniobrable y eficiente”.
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