¿Por qué no ha habido un diseño de avión exitoso basado en el aleteo de las alas de la naturaleza?

Answer 1

Aquí hay una presentación interesante de Marcus Ficher (que dirige el diseño corporativo de una empresa alemana Festo) en una charla de TED sobre su Smart Bird Robot

‘Markus Fischer describe algunos puntos más finos y demuestra la simplicidad de su sistema de motor y ala en un modelo esquelético. Es realmente muy genial. Desafortunadamente, es probable que estén limitados por la capacidad de las baterías que pueden llevar a bordo, lo que, al ser pesado, aumenta la potencia requerida para mantenerse en el aire, lo que significa que se necesita más capacidad de batería … y así sucesivamente. El pájaro vuela durante unos 50 segundos en la demostración ‘
http://techcrunch.com/2011/07/22…

Aunque parece que estamos lejos de los aviones

http://www.festo.com/cms/en_corp…

Answer 2

Creo que las siguientes consideraciones también impiden el desarrollo de tales aviones:

1. Desarrollo de materiales.
Para producir el movimiento de aleteo que se corresponde con la rapidez suficiente para producir la elevación requerida, el avión será muy pequeño o los materiales utilizados deberán ser realmente fuertes Y ligeros. Aunque ahora están disponibles materiales como el titanio o los compuestos CF, probablemente no haya material disponible para aviones lo suficientemente grandes como para transportar humanos.

2. Actuadores mecánicos
Para batir las alas necesita algo para moverlas, y los actuadores necesarios para lograr dicho movimiento deben ser lo suficientemente livianos / potentes / precisos / confiables para hacerlo. Dudo que hayamos desarrollado actuadores con la relación potencia-peso requerida para hacer posible tal avión.

3. Almacenamiento de energía.
Esto también es un problema con el desarrollo de los automóviles eléctricos, pero necesitamos una fuente de energía de muy alta densidad de energía con un peso muy ligero. Que de nuevo, aún no está disponible.

Answer 3

Existen al menos dos limitaciones principales para usar el aleteo a gran escala. El primero es la falta de un material equivalente muscular para lograr un movimiento contráctil lineal a alta fuerza y ​​alta velocidad con recuperación rápida. Tenemos materiales como aleaciones con memoria de forma (nitinol) que son capaces de generar grandes fuerzas. No son eficientes porque requieren bastante calor para energizarlos, y ese calor se desperdicia. Son muy lentos porque tienes que esperar a que se enfríen antes de poder “restablecerlos”. Los músculos artificiales poliméricos evolucionan, pero todavía no tenemos una forma práctica de alimentarlos. No puede, como bomba de chorro, inyectar combustible a través de ellos y lograr movimiento.

El segundo problema es que el movimiento de aleteo eficiente depende del almacenamiento de energía resonante. Es decir, un músculo se contrae, un ala se mueve y la energía se almacena en un material flexible. Esta energía se recupera
en el trazo posterior. Si imagina un sistema de resortes del tamaño de una casa para hacer el almacenamiento en un avión grande, comienza a ver la ineficiencia.

Un pájaro usa dos conjuntos de músculos para sortear el problema de empujar-jalar (un músculo solo puede jalar). En esta configuración, cualquier músculo solo trabaja medio tiempo.

No es sorprendente que no veas un pájaro supersónico. Las máquinas turbo rotatorias producen un empuje uniforme (hay cierta inestabilidad a pequeña escala a medida que las cuchillas se cruzan). Hemos sido capaces de diseñar máquinas con un tremendo empuje y eficiencia que superan con creces cualquier cosa en la naturaleza.

Es por eso que no verá un 747 batiendo sus alas en el corto plazo.

Answer 4

Un avión con aleteo de ala se conoce como ornitóptero

En los últimos años, la universidad de Toronto ha tenido cierto éxito con los ornitópteros impulsados ​​por humanos.

En realidad, hay aplicaciones prometedoras para tales aviones. Se han utilizado para aviones pequeños operados a distancia.

http://en.wikipedia.org/wiki/Orn …