Вместо того чтобы перестраивать вычислительную сетку при каждом взмахе, исследователи применили метод деформируемых сеток. Сетка растягивается и сжимается вместе с виртуальным крылом. Прототипом послужил реальный орнитоптер из МФТИ с размахом крыльев 0,908 м, где ткань натянута на спицы. Это позволило математикам рассматривать крылья как поверхности нулевой толщины, исключив эффект профиля и оставив чистую механику движения.
Расчеты дали удивительный результат. При частоте взмахов 8 Гц плоское крыло без аэродинамического профиля создает не сопротивление, а тягу в 0,206 Н. При этом средняя подъемная сила (6,8 Н) остается неизменной по сравнению с неподвижным крылом. Пик тяги и подъемной силы синхронизируется в момент опускания крыла.
«Птицы остаются для нас образцом энергоэффективности, – отмечает Виктор Казанцев, заведующий лабораторией нейробиоморфных технологий МФТИ. – Теперь у нас есть расчетная модель, отвечающая на вопрос о вкладе каждого элемента взмаха количественно. Следующий шаг – параметрическая оптимизация режимов».
Главный вывод для конструкторов: подъемную силу дает угол атаки (тангаж), а тягу – кинематика взмаха. Это позволяет разделить управление высотой и скоростью.
