Ornithopter: vliegende robots met historische oorsprong

De geschiedenis van de ornithopter gaat ver terug. Meer dan 500 jaar geleden begon_Leonardo da Vinci_ onderzoek te doen naar het vlieggedrag van vogels en tekende de eerste overgebleven schets van een ornithopter. Sindsdien hebben pioniers als Gustave Trouvé, Alphonse Pénaud, Hureau de Villeneuve, Victor Tatin en Otto Lilienthal de ontwikkeling van deze fascinerende vliegmachines gestimuleerd.

Vandaag de dag hebben we moderne technologie tot onze beschikking om de droom van het vliegen te verwezenlijken. Een uitstekend voorbeeld hiervan is de vliegende adelaar V3, een innovatieve ornithopter ontworpen en gebouwd door de toegewijde ontwikkelaar Thomas Sand. Deze vliegende robot is zo realistisch dat hij op afstand bijna niet van een echte adelaar te onderscheiden is. Met een spanwijdte van 190 cm en een vleugelslagfrequentie van ongeveer 2 tot 3 Hz haalt hij een vliegtijd tot 26 minuten - een prestatie waar geen enkele concurrent aan kan tippen. Naast modelvliegen wordt de ornithopter ook gebruikt op vliegvelden om natuurlijke vogels weg te jagen en vogelaanvaringen te voorkomen. Het igubal ®-stangeinde van igus® speelt hierbij een beslissende rol door de betrouwbaarheid en duurzaamheid van de mechanica te garanderen.

Wat was er nodig? Lichtgewicht en robuuste stanguiteinden die in staat zijn om de grote trek- en drukkrachten die worden gegenereerd door slagvleugels betrouwbaar over te brengen.
Vereisten: Hoge belastbaarheid, laag gewicht, onderhoudsvrij, vuilbestendig, vrije beweging van de sferische kogel, compact type, lange levensduur.
Industrie: Modelbouw
Succes voor de klant: igubal ® stangkoppen KBRM-03-MH
Deze stangkoppen voldoen aan alle eisen en dragen aanzienlijk bij aan de efficiëntie en betrouwbaarheid van ornithopters. Ze bestaan uit een robuuste kunststof behuizing en een kunststof bolvormige kogel met een geïntegreerde metalen huls, die een hoger aandraaimoment biedt en hoge trek- en drukkrachten kan overbrengen zonder de vrije beweging van de bolvormige kogel te belemmeren. De stanguiteinden hebben een wrijvingsarme beweging en vereisen geen extra smering, waardoor ze bijzonder goed bestand zijn tegen vuil en stof. Veel van de ontworpen vliegende robots hebben al honderden uren gevlogen zonder een stanguiteinde te hoeven vervangen.

De vliegende robot is gemodelleerd naar een adelaar.

Ervaar de buitengewone vliegprestaties van de vliegende adelaar V3

Hier is de link naar de YouTube-video.

Probleem

De ontwikkeling van een realistische en krachtige ornithopter stelt hoge eisen aan de gebruikte materialen en componenten. Een centraal probleem is de lagering van de vleugels, die bestand moet zijn tegen hoge trek-, druk- en torsiekrachten. Bij het landen op zand of gras mogen er geen vreemde voorwerpen in het lager binnendringen. Eerdere oplossingen van in de handel verkrijgbaar plastic of aluminium faalden onder deze omstandigheden: Ze waren niet bestand tegen de trekkrachten of waren gevoelig voor vuil, wat leidde tot snelle slijtage en prestatieverlies. Alleen de stalen stangkoppen voldeden aan bijna alle criteria, maar waren 5 keer zwaarder dan de igubal® stangkoppen en 4 keer duurder.

Oplossing

Na uitgebreide tests en ons advies koos de ontwikkelaar voor onze igubal® KBRM-03-MH stangkoppen. Deze stangkoppen zijn gemaakt van een speciaal polymeer dat bestand is tegen hoge trek- en drukkrachten en bovendien erg licht is. Een metalen huls in de kunststof kalot zorgt voor een hoger aandraaimoment. Ze hebben geen extra smering nodig en zijn daarom ongevoelig voor vuil en stof, wat een bijzonder voordeel is bij het landen op oneffen oppervlakken. De stangkoppen zijn compact, robuust en laten de kogel vrij bewegen in de behuizing dankzij de metalen huls. Dankzij hun lange levensduur en hoge efficiëntie leveren ze een doorslaggevende bijdrage aan de prestaties van de ornithopters. De vliegende adelaar V3 bereikt zo een opmerkelijke vliegtijd van 26 minuten met een minimaal energieverbruik van slechts 40 watt voor een vogel van 0,8 kg.

Gebruikt product

igubal® stangoverbrenging

De versie met geïntegreerde metalen huls biedt een max. aanhaalmoment door de kogel van 4 Nm.

KBRM-03-MH

igubal® Multivoudige doos

Ontdek 18 gewrichtslagers uit alle productreeksen in één doos.

Meer over igubal® gewrichtslagers

Bestel nu een gratis sample

Samenwerking met igus®

In de afgelopen jaren zijn er een aantal technische vragen geweest over het stanguiteinde die door de technici van igus® competent en oplossingsgericht zijn beantwoord. Deze ondersteuning heeft een belangrijke bijdrage geleverd aan het overwinnen van de technische uitdagingen bij de ontwikkeling van de ornithopters. Het igubal® draadeinde bleek de perfecte oplossing te zijn voor de specifieke eisen van het project en wordt nog steeds met succes gebruikt in de vliegende robots.

Close-up van het stanguiteinde en het vleugelmechanisme van de ornithopter. Het robuuste igus® KBRM-03-MH stanguiteinde zorgt voor wrijvingsarme bewegingen en een hoge stabiliteit.

Gedetailleerd beeld van het aandrijfmechanisme van de ornithopter. De tweetraps tandwieloverbrenging met een reductieverhouding van 100:1 zet de motorbeweging efficiënt om in het flapperen van de vleugels.

Het realistische ontwerp helpt bij het misleiden en succesvol verjagen van natuurlijke vogels op vliegvelden.

Toepassingsvoorbeeld ingediend door Thomas Sand voor de wedstrijd manus® 2021