حشرة متفوقة في التحليق تلهم بتطوير الطائرات المسيرة

لندن - استوحى باحثون أستراليون من آلة طيران متفوقة عمرها 300 مليون عام (اليعسوب) لإظهار السبب في أن الطائرات بدون طيار تشبه الحشرة في الشكل والأجنحة والتروس.
واستغل فريق من جامعة جنوب أستراليا إغلاقات كورونا في تصميم واختبار الأجزاء الرئيسية من طائرة بدون طيار مستوحاة من اليعسوب والتي قد تتناسب مع مهارات الحشرات غير العادية في التحليق والإبحار والتمارين البهلوانية.
وعمل الباحثون عن بُعد في المشروع، وحلوا الصيغ الرياضية في المنزل على السبورات البيضاء، ورقمنوا الصور المجسمة لأجنحة الحشرات إلى نماذج ثلاثية الأبعاد، واستخدموا غرفًا احتياطية كورش عمل سريعة للنماذج لاختبار أجزاء من الطائرة بدون طيار ذات الجناح المرفرف.
وصف البروفيسور شاهيل اليعسوب بأنه "رأس الحشرات المغامرة"، مضيفا أنه يمكن تعلم العديد من الدروس الهندسية من إتقانه الطيران في الهواء.
ويضيف الباحث "اليعسوب ذو كفاءة عالية في جميع مجالات الطيران، فبعد الخروج من تحت الماء وحتى وفاتها (حتى ستة أشهر)، تشارك ذكور اليعسوب في قتال دائم وخطير ضد خصومها، ويتطلب التزاوج مطاردة جوية للإناث وهي تتجنب الحيوانات المفترسة باستمرار، لقد تطورت قدراتها على الطيران على مدى ملايين السنين لضمان بقائها على قيد الحياة".

ويتابع "حشرات اليعسوب يمكنها الدوران بسرعات عالية والإقلاع أثناء حمل أكثر من ثلاثة أضعاف وزن جسمها، كما أنها واحدة من أكثر الحيوانات المفترسة فعالية في الطبيعة، حيث تستهدف وتطارد وتلتقط فرائسها بمعدل نجاح 95 في المائة ".
وانتشر استخدام الطائرات بدون طيار في السنوات الأخيرة في مجالات عديدة، لكنها بالمقارنة مع اليعسوب والحشرات الطائرة الأخرى، طاقة بدائية ومستهلكة.
وقام فريق الجامعة بنمذجة شكل جسم اليعسوب الفريد والخصائص الديناميكية الهوائية لفهم سبب بقائه آلة الطيران منذ ملايين السنين.
ونظرًا لصعوبة التقاط حشرات اليعسوب السليمة، فقد طور الباحثون تقنية بصرية لتصوير هندسة الجناح لـ75 نوعًا مختلفًا من اليعسوب.
وفي أول تجربة في العالم، أعادوا بناء صور ثلاثية الأبعاد للأجنحة، وقارنوا الاختلافات بين الأنواع.
وتوصل الباحثون إلى أجنحة اليعسوب طويلة وخفيفة وصلبة مع نسبة رفع إلى سحب عالية مما يمنحها أداء ديناميكيًا هوائيًا فائقًا.
كما أن بطن الحشرة الطويل، الذي يشكل حوالي 35 في المائة من وزن جسمها قد تطور أيضًا لخدمة أغراض عديدة، ويضم الجهاز الهضمي، ويشارك في التكاثر، ويساعد في التوازن والاستقرار والقدرة على المناورة، ويلعب البطن دورًا مهمًا في قدرتها على الطيران.
ويعتقد الباحثون أن طائرة بدون طيار تشبه اليعسوب يمكنها القيام بالعديد من الوظائف، بما في ذلك جمع الأحمال غير الملائمة وغير المتوازنة وتسليمها، والعمل بأمان بالقرب من الناس، واستكشاف البيئات الطبيعية الحساسة، وتنفيذ مهام المراقبة الطويلة.