Un Albatros au dessus de l'eau

Les ingénieurs du MIT ont conçu un planeur robotisé capable de survoler la surface de l'eau, de prendre le vent comme un albatros tout en surfant sur les vagues comme un voilier. Dans les régions de fort vent, le robot est conçu pour rester en l'air, tout comme son homologue aviaire. Là où il y a des vents plus calmes, le robot peut tremper une quille dans l'eau pour rouler comme un voilier très efficace. Le système robotique, qui emprunte à la fois des conceptions nautiques et biologiques, peut couvrir une distance donnée en utilisant un tiers de vent comme un albatros et en voyageant 10 fois plus vite qu'un voilier typique. Le planeur est également relativement léger, pesant environ 6 livres. Les chercheurs espèrent que dans un proche avenir, de tels skimmers robotiques rapides et compacts pourront être déployés en équipes pour étudier de vastes étendues d'océan. "Les océans restent largement sous surveillance", explique Gabriel Bousquet, ancien postdoctorant au Département de l'Aéronautique et de l'Astronautique du MIT, qui a dirigé la conception du robot dans le cadre de son diplôme. thèse. «En particulier, il est très important de comprendre l'océan Austral et son interaction avec le changement climatique, mais il est très difficile d'y arriver, car nous pouvons maintenant utiliser l'énergie de l'environnement de manière efficace pour faire ce voyage de longue distance. avec un système qui reste à petite échelle. " Bousquet présentera les détails du système robotique cette semaine à la conférence internationale sur la robotique et l'automatisation de l'IEEE, à Brisbane, en Australie. Ses collaborateurs sur le projet sont Jean-Jacques Slotine, professeur de génie mécanique et des sciences de l'information et des sciences du cerveau; et Michael Triantafyllou, professeur Henry L. et Grace Doherty en sciences et ingénierie océaniques. La physique de la vitesse L'année dernière, Bousquet, Slotine et Triantafyllou ont publié une étude sur la dynamique du vol des albatros, dans laquelle ils ont identifié les mécanismes qui permettent au voyageur infatigable de couvrir de vastes distances tout en dépensant un minimum d'énergie. La clé des voyages marathon de l'oiseau est son capacité à entrer et sortir des couches d'air à haute et basse vitesse. Plus précisément, les chercheurs ont découvert que l'oiseau peut effectuer un processus mécanique appelé «transfert d'impulsion», dans lequel il prend son élan à partir de couches d'air plus hautes et plus rapides et, en plongeant, transfère cet élan vers des couches plus basses et plus lentes. sans avoir à battre continuellement ses ailes. Fait intéressant, Bousquet a observé que la physique du vol des albatros est très similaire à celle du voyage en voilier. L'albatros et le voilier transmettent l'élan afin de continuer à avancer. Mais dans le cas du voilier, ce transfert ne se produit pas entre des couches d'air, mais entre l'air et l'eau. «Les voiliers prennent leur élan du vent avec leur voile et l'injectent dans l'eau en repoussant avec leur quille», explique Bousquet. "Voilà comment l'énergie est extraite pour les voiliers." Bousquet a également réalisé que la vitesse à laquelle un albatros et un voilier peuvent voyager dépend du même équation, liée au transfert de l'impulsion. Essentiellement, l'oiseau et le bateau peuvent voyager plus rapidement s'ils peuvent rester en l'air facilement ou interagir avec deux couches, ou médiums, de vitesses très différentes. L'albatros se porte bien avec le premier, car ses ailes fournissent une portance naturelle, bien qu'il vole entre les couches d'air avec une différence relativement faible dans les vitesses du vent. Pendant ce temps, le voilier excelle à ce dernier, voyageant entre deux médiums de vitesses très différentes - l'air contre l'eau - bien que sa coque crée beaucoup de frottement et l'empêche d'obtenir beaucoup de vitesse. Bousquet se demandait: Que se passerait-il si un véhicule pouvait être conçu pour bien fonctionner dans les deux mesures, en mariant les qualités à grande vitesse de l'albatros et du voilier? "Nous avons pensé, comment pourrions-nous tirer le meilleur des deux mondes?" Bousquet dit. Je vous laisse le lien vers le site spécialiste de cette activité de baptême de l'air en L-39.