Кіріспе

Энтомоптер – жәндіктің қанат қағып ұшу аэродинамикасын пайдаланатын ұшақ. Бұл сөз энтомо (жәндік деген мағынада: мысалы, энтомологияда) + птерон (қанат дегенді білдіреді) сөздерінен туындаған. Энтомоптерлер – орнитоптерлердің бір түрі, ал орнитоптерлер қанаттарын қағып ұшуға арналған кез келген құрылғыны білдіретін жалпы атау.

Жер бетіндегі энтомоптер

Жердегі энтомоптер – Роберт С. Микельсон және оның Джорджия Техникалық Ғылыми-зерттеу институтының (GTRI), Кембридж университетінің, ETS Labs және басқа да ұйымдардың жобалау тобы әзірлеген, көп режимді (ұша алатын/қозғала алатын) жәндік тәрізді робот. Жерге тірелген энтомоптердің қанаттарының ені 15–18 см. RCM-нің алдыңғы және артқы бөліктерінде орналасқан екі жұп қанат теңгерімді резонанстық қозғалыс арқылы көтерілу және итеру күшін ғана емес, сонымен қатар толық көлік басқаруын қамтамасыз етеді. Қанаттың қағуы 35 Гц тұрақты жиілікте жүзеге асады. Бұл биологиялық үлгіде жасалған әуе роботы, өлшеміне байланысты микро әуе көлігі (МАВ) ретінде жіктеледі. Миссиялық жүктемесі шамамен 10 грамм, ал толық ұшып көтерілу салмағы (GTOW) 50 граммды құрайды. Көзделіп отырған қолданысы – жасырын ішкі барлау немесе адамның жете алмайтын шектеулі кеңістіктерде жұмыс істеу.

Марс энтомоптері

Марс атмосферасында ұшу қиын. Қанаттары бекітілген дәстүрлі ұшақтарды пайдаланатын Марс марсоходтары, сиретілген Марс атмосферасында тік тұру үшін сағатына 250 мильден жоғары жылдамдықпен ұшуға мәжбүр болар еді. Бұл тасты бетке қонуды дерлік мүмкін емес етеді, соның салдарынан үлгілерді тексеру/жинауға мүмкіндік болмайды. Сонымен қатар, жоғары жылдамдықты ұшу кез келген аймақта тоқтау уақытын қиындатады – бұл жағымсыз фактор, жұқа атмосферада бұрылыстар үшін үлкен радиус талап етіледі деген фактімен күшейеді. Ал энтомоптер, керісінше, жылдам қанат соғу арқылы ерекше жоғары көтергіштікке қол жеткізе алады (ішінара "жетекші жиек айналымы" құбылысының арқасында), демек, фюзеляж жерге қатысты баяу қозғала алады. Огайо аэроғарыш институтының Энтони Колоцца басқаратын энтомоптер тобы, болашақ роботтық Марс миссиялары үшін энтомоптер тұжырымдамасын зерттеу үшін NASA Advanced Concepts (NIAC) институтынан қаржыландыру алды. Энтомоптерге негіделген Марс ұшқышы, Марс ландшафтының үстінен баяу ұшу ғана емес, сонымен қатар жерге қонып, үлгілер алу, зарядтау немесе байланыс орнату, содан кейін зерттеу миссиясын жалғастыру үшін ұшып кету мүмкіндігі бар көп режимді көлік құралы ретінде қызмет ету перспективасын ұсынады. Ол тіпті жанармай құю, деректерді жүктеу немесе үлгілерді беру үшін ұшыру нүктесіне оралу әлеуетіне де ие. Соңғы кезде NIAC-тің "Marsbee" атты жаңа жобасы Марста жәндіктер сияқты ұшу тұжырымдамасын зерттеуді жалғастыру үшін мақұлданды.

Қаржыландыру және халықаралық тану

Entomopter жобасы 1996 жылдан бастап Джорджия технология институтынан бастапқы ішкі зерттеу және әзірлеме (IRAD) қаржылауын алды, содан кейін Қорғаныс саласындағы жоғары технологиялық зерттеулер агенттігі (DARPA), Әуе күштері зерттеу зертханасы (AFRL) және NASA Advanced Concepts институтынан қаржыландыруды иеленді. Энтомоптерге қатысты жұмыстары үшін Микельсон 2001 жылы халықаралық төрешілер алқасы тағайындаған "ғылыми мәдениетті тарату жөніндегі Пирелли сыйлығын" алды, бұл сыйлық әлемдегі кез келген оқу орнынан шыққан "үздік мультимедиалық жоба" деп танылды. Ол сондай-ақ 1000-нан астам қатысушы ішінен ең жақсы деп танылған жұмысы үшін бірінші "Жоғары Пирелли сыйлығын" (€25,000) жеңіп алды.

Таңдалған есептер мен жарияланымдар

Микельсон, Р. С., Миниатюралық ұшу платформаларына жаңа тәсілдер, Механикалық инженерлер институтының мәліметтері, 218 том, G бөлімі: Ғарыш инженериясы журналы, 2004 жылғы арнайы шығарылым, 363–373 беттер.
Микельсон, Р. С., Накви, М. А., Биологиялық үлгідегі жәндіктердің ұшуынан асып түсу, Фон Карман Сұйықтық динамикасы институтының RTO/AVT лекциялық сериясы, Ұшақтардағы төмен Рейнольдс санының аэродинамикасы, соның ішінде жаңа БПЛА технологиясындағы қолданылуы, Брюссель, Бельгия, 24–28 қараша 2003 жыл.
Colozza, A., Микельсон, Р. С. және т.б., Биомиметиканы қолдана отырып планеталарды зерттеу – Марста ұшуға арналған энтомоптер, II кезеңнің қорытынды есебі, НАСА-ның Жоғары концепциялар институтының NAS5 98051 жобасы, 2002 жылғы қазан.
Микельсон, Р. С., Биологиялық үлгідегі әуе роботтарын масштабтау, Ұқсастық әдістері бойынша 5-ші халықаралық семинар, Ұшу және ғарыш құрылымдарының статикасы және динамикасы институты, Штутгарт университеті, 4–5 қараша 2002 жыл, 71–78 беттер.
Микельсон, Р. С., Биомиметикалық роботтар үшін нейротехнология, The MIT Press, 2002 жылғы қыркүйек, 481–509 беттер, (тарау авторы).