Studenten Lucht- en ruimtevaarttechniek van de TU Delft hebben samen met de groep Experimentele zoölogie van Wageningen Universiteit de RoboSwift ontworpen. Dat is een microvliegtuigje met beweegbare vleugels, geïnspireerd op de gierzwaluw, hét voorbeeld onder de vogels als het gaat om efficiënt vliegen. Het microvliegtuigje krijgt vleugeleigenschappen die nog geen enkel vliegtuig heeft, in de vorm van continu verstelbare vleugels. Dat maakt dat de RoboSwift zeer wendbaar is en efficiënt vliegt. De RoboSwift krijgt drie microcamera’s om onopvallend voertuigen en mensen maar ook ongestoord gierzwaluwen in de lucht te observeren voor nieuw biologisch onderzoek.
Het studententeam, dat onlangs het ontwerp in Delft presenteerde, gaat deze zomer het eerste high-tech microvliegtuigje bouwen. Naar verwachting kan dat in januari 2008 vliegen. Uiteindelijk bouwen de studenten drie RoboSwifts om in maart 2008 deel te kunnen nemen aan de eerste Amerikaans-Aziatische Micro Air Vehicle Competition in India.
‘Morphing’
De RoboSwift krijgt een spanwijdte van 50 centimeter en gewicht van 80 gram. Het vliegtuigje kan 20 minuten een gierzwaluw volgen en tot een uur surveilleren dankzij lithium-polymeer batterijen die de elektromotor van energie voorzien die op zijn beurt een propeller aandrijft. Tijdens het zweven klapt de propeller in om de luchtweerstand zo klein mogelijk te houden.
Hét onderscheidende kenmerk vormen de variabele vleugels, afgekeken van de gierzwaluw, waarmee vorm en oppervlak van de vleugels, bestaande uit veren die over elkaar kunnen schuiven, continu verstelbaar zijn (morphing). |
RoboSwift heeft drie camera’s aan boord: twee voorop de vleugel om vooruit te kunnen kijken en één in de buik om naar de grond te kijken. Met behulp van een speciale bril, waarin de camera beelden geprojecteerd worden, kan de piloot vanaf de grond door de camera’s van RoboSwift kijken. |
Met de vleugels wordt het vliegtuigje ook bestuurd. Daarmee kan het vliegtuigje optimaal presteren en kan het efficiënt en wendbaar vliegen bij hoge en lage snelheden, net als de gierzwaluw.
 |
| RoboSwift kan de vleugels naar achteren of naar voren schuiven waardoor zowel de vorm als het oppervlak variabel is. Hierdoor kan het vliegtuigje efficiënter en wendbaarder vliegen dan vliegtuigen met een vaste vleugelvorm. Het microvliegtuigje wordt voortgestuwd met behulp van een speciale propeller die inklapt tijdens het zweven om luchtweerstand te minimaliseren. |
>> Bekijk een filmpje met de vleugelbewegingen
De studenten vonden uit dat slechts vier veren per vleugel, veel minder dan de vogel gebruikt, voldoende zijn om de vleugels van de RoboSwift al goed te laten ‘morphen’. Dat maakt het ontwerp technisch zeer goed uitvoerbaar. Het sturen van de RoboSwift gaat via asymmetrisch morphen. Dit houdt in dat de ene vleugel meer naar achteren wordt geschoven dan de andere. Hiermee wordt een weerstand- en liftverschil gecreëerd dat gebruikt wordt om te sturen.
Efficiënt
De studenten hebben hun project gebaseerd op de bevindingen van hun begeleider, ir. David Lentink van Wageningen Universiteit, die in april van dit jaar samen met anderen een studie publiceerde in Nature naar de vliegeigenschappen van de gierzwaluw. Een gierzwaluw vliegt in zijn leven een afstand vergelijkbaar aan vijf keer heen en terug naar de maan en kan 7000 kilometer onafgebroken in de lucht blijven. |
RoboSwift stuurt door de ene vleugel meer naar achteren te schuiven dan de andere, net als de gierzwaluw. Door dit verschil in vleugelstand kan RoboSwift snelle bochten draaien. |
Lentink c.s. vonden dat de gierzwaluw zo efficiënt kan vliegen en zo goed kan manoeuvreren omdat hij voortdurend hun vleugels aanpast aan de vliegcondities.
Vliegtuigen kunnen vogels nog lang niet evenaren in termen van prestaties en efficiëntie. Bij een `standaard` civiel toestel staan de vleugels altijd in een vaste stand gedurende de gehele vlucht. Dat is niet efficiënt omdat de vliegcondities voortdurend veranderen. Vogels zijn in staat om veel efficiënter om te springen met wisselende vliegcondities.
Weliswaar heeft een aantal militaire vliegtuigen zoals de Amerikaanse F14 Tomcat en de Engels-Duitse Tornado al zogeheten swing wings, maar hierbij verandert het vleugeloppervlak niet significant. Daarmee wordt veel minder voordeel behaald dan mogelijk en bovendien worden deze vliegtuigen niet met de variabele vleugelvorm bestuurd. (Lees meer: Vliegprestaties van gierzwaluw ontrafeld - 26 april 2007)
>> Download een animatie van de RoboSwift
Noot voor de redactie
Voor meer informatie kunt u contact opnemen met Jan Wouter Kruyt van het RoboSwift Team, tel. 06 11 387 025, e-mail RoboSwift@gmail.com, of met ir. David Lentink, Wageningen Universiteit, tel. 06 45 434 032, e-mail David.lentink@wur.nl.
Desgewenst kan het team illustratiemateriaal in de vorm van 3D illustraties en een filmpje ter beschikking stellen op de gewenste resolutie.