Uçmayla İlgili Sineklerden Öğrenecek Çok Şey Var
 |
Meyve sineği, 5 mm kanat genişliği ile uçan mikro robotların tasarımcılarına ilham kaynağı oldu. |
Mühendisler, uzun zamandır sineklerin
olağanüstü uçma yeteneğine sahip
mikro-robotlar üretmeye çalışıyor. Ancak
bu sırada birçok engelle karşılaşıyorlar.
Bu robot sinekler, tabii eğer uzun
süreli görevler için yeterince verimli
olabilecek şekilde yapılabilirlerse, çok
çeşitli alanlarda örneğin casusluk,
mayın bulma ve enkazlarda aramakurtarma görevlerinde kullanılabilir.
Mühendisler ve biyologlar, uçak ve
helikopter gibi uçan mikro-robotların,
sineklerin gelişmiş uçuş kabiliyetini taklit
edebilen robotlardan daha fazla enerji
harcadığını düşünürdü. Bu düşünce, küçük
böceklerin kanat çırpma hareketinin
kaldırma kuvveti oluştururken daha az
enerji harcadığı varsayımına dayanıyordu.
Sinek büyüklüğünde uçan robot yapma
çalışmalarının altında yatan bu düşünce, Wageningen Üniversitesi'nden uzay ve
havacılık mühendisi David Lenting ve Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nden,
böceklerin uçuşu konusunda
uzman biyolog Michael Dickinson
tarafından detaylı olarak incelendi.
Araştırmacılar, sineklerin kanat çırparak
havada asılı dururken sinek kanadına
benzer kanatlar takılmış bir mikro
helikopterden daha az enerji harcayıp
harcamadığını görmek için yağ kabına
batırılmış dev bir robot sinek kullandı.
Helikopter pervanesi gibi dönen kanat,
sinek kanadıyla aynı kaldırma kuvvetini
oluştururken şaşırtıcı bir şekilde kanadı
hareket ettirmekiçin onun yarısı kadar
enerji harcıyordu. Bu sonuca göre, sinekler
gibi havada asılı kalabilen robotlar,
eğer helikopter pervanesi gibi dönen
kanat kullanırsa, % 50 enerji tasarrufu
sağlayabilir. Hem sinek kanadının
verimli uçuş sağlayan biçiminden
hem de helikopter pervanesinin enerji
bakımından verimli dönme hareketinden
esinlenmiş, enerji bakımından daha
verimli, uçan mikro robotlar tasarlanabilir.
 |
Meyve sineğinden 100 kez büyütülmüş robot mikro sinek. Gerçek meyve sineğinin kanatları çevresindeki havayı simüle etmek için yağa batırılmıştır. |
Elde edilen sonuç, kanat çırpma
sırasında kanatlar öne ve arkaya
ivmelenirken çok fazla enerji
harcanmasından kaynaklanıyor. Oysa
sürekli aynı yönde dönen pervanede
böyle bir enerji kaybı olmuyor. Yani
mühendislerin sinekler kadar etkili uçan
robotlar yapmak için sineklerin kanat
hareketlerini taklit etmesine gerek kalmadı.
Sinek kanatları hem kanat çırpma
hareketinde hem de pervane gibi
döndürüldüğünde, aerodinamik kuramının
öngördüğünün iki katı kaldırma kuvveti
oluşturuyor. Bunun nedeniyse; kanadın
ön kenarına paralel oluşan anafor.
Önceden beri bilinen bu anafor etkisi
kanadın üzerindeki basıncı azaltarak
kanadı yukarı doğru çekiyor, böylece
sineğin havalanmasına yardımcı oluyor.
Bu çalışma, her ne kadar kanatların
pervane gibi dönmesinin çırpılmasından
daha verimli olduğunu gösterse de,
hâlâ uçmayla ilgili olarak sineklerden
öğreneceğimiz çok şey var. Bu küçücük
canlılar, saatlerce uçabilirken, insan
yapımı robotlar mikro pilleriyle havada
ancak birkaç dakika kalabiliyor. Ayrıca
böcekler enerji depolamada ve hareket
sağlamada o kadar verimliler ki; uçuş
sırasında enerji verimliliğine insan yapımı
en iyi robotlardan çok daha az bağımlılar.
Yani insanların uçan robot tasarımlarını
iyileştirmek için doğadan öğrenecekleri
çok şey var, özellikle de sineklerden.
Güncelleme: 09/09/2009
Kaynak: "Micro Flying Robots can Fly more Effectively than flies", alphagalileo, (M. Akif Gürbüz, Bilim ve Teknik, Eylül, 2009), 28/07/2009. |