Na svete je unikátna koncepcia nepilotovaného lietadla. Vychádza z vlastností druhohorného lietajúceho jaštera, ktoré vedci odvodili na základe nájdených fosílií. Má sa však tiež veľmi svižne pohybovať na súši i plávať. Výsledkom je vynikajúci prieskumný robot.
„Technickými riešeniami" z ríše živých tvorov sa inšpirovali konštruktéri mnohých zariadení a najmä dopravných prostriedkov.
Zvlášť to však platí o malých nepilotovaných lietadlách z kategórie UAV (Unmanned Aerial Vehicles). Dnes sú už po mnohých mediálnych správach sú priam neodmysliteľnou súčasťou prieskumu vo vojnových konfliktoch, ako v Iraku či v Gruzínsku, alebo dokonca ostrého bojového nasadenia s raketami a bombami proti špecifickým cieľom, ako v Afganistane či v Pakistane. Ich tvorcovia čerpali z anatómie vtákov, netopierov i hmyzu.
Ponor do druhohôr
Zrejme nikto sa však zatiaľ v tejto súvislosti neponoril do hlbín času tak, ako štyria Američania, ktorí si ako východisko konštruktérskeho úsilia zvolili tvora, žijúceho pred asi 115 miliónmi rokmi v prvej polovici druhohorného útvaru krieda (tá ako celok preklenovala doby pred 144 až 65 miliónmi rokov).
Tapejara wellnhoferi bol pterodaktyl čiže lietajúci jašter a obýval územie dnešnej Brazílie. Prvá časť jeho mena, rodová, pochádza z jazyka tamojších indiánskych domorodcov Tupiov a znamená „stará bytosť".
Rod Tapejara pôvodne zahŕňal pterodaktyly s rozpätím krídel až šesť metrov.
Najväčšie známe pterodaktyly z rodov Quetzalcoatlus z Texasu a Hatzegopteryx z Rumunska však mali rozpätie až vyše desať respektíve až vyše dvanásť metrov, čím sa vyrovnali obchodnému prúdovému lietadlu trebárs typov Challenger, Falcon, Citation alebo Gulfstream, známym aj u nás z toľkých filmov o šéfoch, milionároch a celebritách.
Druh wellnhoferi z nich bol najmenší. Zdá sa však, že väčšie druhy vlastne patria do iného rodu. Tak či onak, typickým znakom druhu Tapejara wellnhoferi je mohutný hrebeň na ňufáku, tiahnúci sa až do tylovej časti hlavy. Práve tento anatomický prvok teraz zohral osobitnú úlohu v návrhu novej koncepcie UAV.
Umelecká rekonštrukcia pterodaktyla z rodu Tapejara.
Ilustrácia: Dmitrij Bogdanov
Bizarná, ale superfunkčná anatómia
Pterodaktyly druhu Tapejara wellnhoferi boli zruční a vytrvalí letci. V jednej výškovej hladine mohli križovať stálou rýchlosťou asi 30 kilometrov za hodinu. Pri lete mu ako senzory slúžili spomínaný hrebeň na hlave i krídla, v oboch prípadoch blanité membrány.
Najmä vertikálne orientovaný hrebeň s hustou sieťou ciev a nervových zakončení fungoval ako mechanický receptor, pomocou ktorého zviera vnímalo teplotu a tlak vzduchu, ako aj smer vetra. Tieto aerodynamické informácie mu prúdili do vestibulárneho aparátu stredného ucha. Išlo o akýsi gyroskop, podľa ktorého zviera krídlami ovládalo let a celkovú stabilitu tela.
Hrebeň na ňufáku a hlave tiež pôsobil ako plachtové kormidlo. V letectve zatiaľ podľa štvorice inšpirovaných nikto podobné riešenie nevyužil.
Na zemi Tapejara wellnhoferi najprv kráčal po štyroch končatinách a potom sa zdvihol na dve, kým behom nenabral dostatočnú rýchlosť pre vzlet. Na vode využíval hrebeň aj krídla ako trojsťažňová plachetnica a pomaly plával, hľadajúc potravu.
Hrebeň mu slúžil ako predné kormidlo, vertikálne postavené a sčasti poskladané trojuholníkové krídla zasa ako hlavné plachty a v horizontálnej polohe ako veslá, prípadne ako naberačky koristi, ktorú si nimi podával k zobáku.
Kostra malého pterodaktyla Tapejara wellnhoferi so sivou a čiernou farbou zvýraznenými aerodynamicky najdôležitějšími prvkami.
Ilustrácia: Bill Mueller
Od simulácie k modelu
Očividná mimoriadna pohybová pružnosť druhu Tapejara wellnhoferi vo vzduchu, na súši i vo vode viedla k návrhu prototypu nie oboj-, ale trojživlového UAV s rozpätím krídel 80 centimetrov.
Tvorcovia ho nazvali Pterodrone (z angl. drone čiže voľne "bzučiak", bežného označenia UAV). Toto robotické zariadenie by malo poskytnúť nevídané možnosti autonómneho prieskumu vizuálnymi, zvukovými a chemickými senzormi v pestrej škále prostredí a vlastne zadefinovať ďalšiu generáciu UAV.
Novými prvkami sú najmä vertikálny chvost na nose lietadla, ktorý mu umožňuje obrátiť sa v oblúku s oveľa menším polomerom, než to dokážu doterajšie UAV. A krídla s meniteľným tvarom pre viaceré typy pohybu.
Budúcim UAV už totiž nepostačia len malé rozmery a tichý let (a teda nenápadnosť), budú sa musieť napríklad - po rýchlom prekonfigurovaní krídel - prestrčiť cez úzke otvory, medzery a iné obmedzené priestory, absolvovať strmhlavé lety medzi budovami a inými výškovo rozličnými miestami, pristávať na balkónoch a terasách a vchádzať do miestností, plávať pozdĺž pobrežia a ak treba, ponoriť sa a zvyšok cesty absolvovať pod vodou. Autori koncepcie plánujú čoskoro prejsť od biomimetickej simulácie v počítači k funkčnému modelu.
O Pterodrone referovali na nedávnej konferencii v Houstone autori tejto unikátnej koncepcie UAV, paleontológ Sankar Chatterjee z Texaskej technickej univerzity v Lubbocku a letecký inžinier Richard Lind z Floridskej univerzity v Gainesville s ich študentami Andyom Gedeonom a Brianom Robertsom.
Hlavné zdroje: Príspevok Sankara Chatterjeea a kol. prezentovaný 7. októbra 2008 na Joint Meeting of the Geological Society of America (GSA), Soil Science Society of America, American Society of Agronomy, Crop Science Society of America, and Gulf Coast Association of Geological Societies, 5-9 October, 2008, Houston, Texas; Komuniké GSA z 2. októbra 2008.
