نوع جدیدی از بال که بطور چشمگیری پرواز را برای هواپیماهای کنترولی کوچک بهبود بخشیده.

تمام گونه های هواپیمای کنترولی بدون سرنشین در حال کوچکتر شدن هستند و با قیمت پایین عرضه میشوند. و این فوق العاده است. این مسئله باعث میشود تا آنها برای همه قابل دسترسی باشند و کاربردهای جدیدی را گسترش میدهند، بجای هواپیماهای کنترولی گرانتر (همانطور که میدانید)، خیلی بزرگ و گران. مشکل هواپیماهای کنترولی کوچک این است که باید مراقب پرئانه موتور ناکارآمد آنها بود و آنها را در معرض تند بادهایی مثل آشفتگی هوایی که از هدفهایی است که هواپیماها در نزدیکی آنها پرواز میکنند قرار میگیرند.

متاسفانه، طراحی قابلیت جهندگی وطراح یکارایی، دو مقوله ی متفاوت هستند. بالهای کارآمد بلند و باریک هستند، و بالهای جهنده (بالارونده)کوتاه و تپل هستند. نمیتوان هر دو را باهم در یک زمان داشت ولی اشکالی ندارد، چون اگر بخواهید که بالهای بلند و باریک را برای وسایل میکروهواپیمایی (اریال)(MAVS)بسازید، احتمالاً خیلی سریع آنها را میگیرند ،چون بالهای بسیار محکمی هستند.

در مقاله ای که این هفته در مجله غلم و روباتیک منتشر شد،محققانی از دانشگاه برون و اِپِل، بالهای جدیدی را طراحی کرده اند که توانایی اجرای هر دوی پرواز کارآمد در ارتفاع بالا و مقاومت در برابر آشفتگی هوایی را در یک زمان دارا هستند . این MAV صد گرمی طرح اولیه کهاز این طرح بال استفاده میکند میتواند سه ساعت پرواز کند، که جهار برابر طولانی تر ازهواپیماهای کنترولی مشابهش با بالهای متداول است و چطور آنها با چنین طرح بالی که ارائه دهنده چنین پیشرفت بزرگی است مطرح شدند؟خوب، آنها این کار را نکردند، این اید از پرنگان دزدیدند.

اجسام آیرودینامیکی متداول زمانی خوب کار می کنند که جریان هوا روی بال بچسبد، چند برابر زمانی که به بال میچسبد. زمانی که جریان هوا از سطح بال جسم آیرودینامیکی جدا میشود، باعث میشود یاعث ایجاد آشفتگیهایی بر روی بال میشود و بالا رفتن را از دست میدهد. بالهای هواپینا درگیر تمام انواع حیله ها در کم کردن آشفتگی جدا شدن هستند، مثل هدایت انباط لبه وژنراتورهای جریان گردابی. جریان جدا شدن میتواند باعث تغییرات سریعی در بلند شدن،از دست دادن کنترل و واماندگی شود. جریان جدا شدن خوب نیست.

برای حشرات بزگ وپرندگان کوچک، اگرچه ،جریان جدا شدن فقط بستگی به آن دارد. در حقیقت بسیاری از پرندگان دارای اشکال بالی هستند که بطور خاص طوری طراحی شده که باعث میشود جریان حدا شدن درست در به اصلی بالها اتفاق میافتد. اگرچه جریان جدا شدن بد است پس چرا آن را میخواهند؟ به نظر میرسد که جریان جدا شدن بیشتر برای جدا شدن اجسام آیرودینامیکی قدیمی بوده در حالب که میتواند برای اداره کردن بطور غیر قابل پیش بینی و مشکل باشد. ولی اگر طراحی بال را در مورد جریان جدا شدن قرار بدهی، کنترل قسمتی که این مسئله اتفاق میافتد وچگونگی ایجاد جریان بر روی بالها تحت کنترل قرل قرار میگیرند. مسائل خیلی هم بد نخواهد بود. در حقیقت همه چیز تقریباً خوب پیش خواهد رفت، زمانی که اغلب بالهای شما دائم در آشفتگی اجسام آیرودینامیکی قرار میگیرند، در مقابل دیگر آ شفتگی های هوایی مقاوم باشند طوری MAVشما ممکن است در آنها پرواز کند.که مشکل بزرگی برای پروانه ی موتورهای کوچک بیرونی هستند.

در نشان دهنده MAV که بوسیله محققان ساخته شده اند، بال (SFA، برای جریان جسم آیرودینامیکی جدا شده)کاملاً تخت هستند، مثل یک تخته چند لایه، و جلوی چهارگوش باعث جدا شدن جریان درست در لبه ی مقدم بالاست. در اینجا هوایی از جریان جدا شده آشفته بر روی نیمه جلویی بال است بعد منحنی باله ی هواپیما که متصل به لبه ی فرار بال است که جریان هوا را دوباره به عقب هدایت میکند جایی که هوا بر روی صفحه حرکت میکند و سرعت را برای عبور از روی باله هواپیما سرعت میبخشد.

شاید متوجه شده باشید که در اینجا فضایی بر روی چهل درصد بال وجود دارد. جایی که جریان هوا جدا میشود(که حباب جدایی نامیده میشود)،که بازده بلند شدن را در آن بخش از بال کاهش میدهد. به این معنا که حداکثر بازده آیرودینامیکی SFA تا حدودی کمتر از جسم های آیرودینامیکی متداولی است که میتوانید داشته باشید، در جایی که از حباب های جدایی اجتناب شده وبیشتر بالها باعث تولید نیروی بالابرنده میشوند. اگرچه ، طرح SFA بیشتر از تزکیب آن برای نسبت ابعاد بال آن است. نسبت طول بال به پهنای بال ،نسبت ابعاد پایین بالها کوتااه و تپل است. در حالی که نسبت ابعاد بالای بالها، بلند و باریک است، هرچه نسبت بعاد بالاتر باشد بازده بال بیشتر خواهد بود.

SFA MAV دارای بالهایی با نسبت ابعاد شش است درحالی که MAV هایی با ابعاد مشابه دارای بالهایی با نسبتهای بین یک و دو و نیم است. در حالی که نسبت بلند کردن با نسبت ابعاد افزایش پیدا میکند، که باعث تفاوت بسیار زیادی در بازده دارد. در کل، ترجیح میدهید که آن بخش از نسبت ابعاد بالای کم حرف را در MAV ها ببینید .،چرا که از لحاظ ساختاری تحمل بالهای بلند و باریک با نسبت ابعاد بالا به طرح های کوچک و سخت است ولی از آنجا که SFA MAV هیچ کاربردی برای آیرودینامیکهای متداول در بالهای محصور شده قدیمی ندارد، این مدل فقط از بالهایی با نسبت ابعاد بالاست که برای تحمل بالها بقدری ضخیم هستند، این مسئله باعث فوائد دیگری نیز هست. بالهای ضخیم میتوانند پر از باتری شوند، وبا این باتری ها(و دیگر ظرفیت های ترابری) در بالها دیگر نیازی به پر کردن در بدنه هواپیما نیست. بوسیله MAV که اصولا تمام بالها است، پزوانه جلویی باعث سرعت بیشتر جریان هوا بطور مستقیم است که به سمت بخش مرکزی بال میرود که بلند شدن را بیست تا سی درصد  تقویت میکند که این امر بسیار عالی است.

چالش حرکت رو به جلو، همانطور که محققان میگویند، اینطور است که مدل های ابزاری اخیرا واقعا نمیتوانند از پس آیرودینامیک های ترکیبی در جریان جدا شده ی باد از بالها بربیایند. آنها آزمایش های بسیاری را در طونل باد انجام داده اند، ولی بالا بردن طراحی در این شیوه بسیار سخت است. هنوز، بنظر میرسد که پتانسیل اجراهای استوار و قابل پیشبینی حتی در آشفتگی های هوایی، بازده را افزایش میدهد و قادر به پر کردن دسته هایی برای حمل است که مستقیم در بالهای مورد علاقه گذاشت که میتوانند برای نسلهای بعدی وسایل هوایی میکرو(و نانو) بسیار بسیار مفید باشند.