Una collaborazione unica tra gli zoologi dell'Università della British Columbia (UBC) e l'esperto di aviazione della U of T Engineering, il professor Philippe Lavoie, fornisce nuove informazioni su come i gabbiani configurano la forma delle loro ali, nota come morphing dell'ala, per stabilizzare il loro volo. I risultati potrebbero essere utilizzati per progettare veicoli volanti più efficienti, compresi i droni in volo per l'agricoltura o il monitoraggio ambientale.

Sebbene la capacità di un uccello planante di stabilizzare la propria traiettoria di volo sia fondamentale quanto la sua capacità di produrre portanza, sono stati completati relativamente pochi studi quantitativi sulla stabilità del volo aviario. Questo è ciò che ha portato i ricercatori dell'UBC Christina Harvey, Vikram Baliga e il professor Doug Altshuler al laboratorio della galleria del vento di Lavoie presso l'Istituto per gli studi aerospaziali dell'Università di Toronto (UTIAS).

I ricercatori hanno misurato la portanza e la resistenza su 12 diverse forme di ali, tutti con angoli del gomito e della spalla leggermente diversi. Hanno determinato che con una semplice regolazione delle articolazioni del gomito di un gabbiano, per espandere le sue ali verso l'esterno o verso l'interno, i gabbiani sono in grado di passare attraverso un'ampia gamma di forme alari per stabilizzare la planata. Quando si sale, le ali sono completamente estese e hanno una forma più arrotondata, che ne aumenta la stabilità. In fase di decollo o atterraggio sono più ripiegati e hanno una forma più piatta.

"Se puoi cambiare la forma delle ali, puoi creare configurazioni più stabili con una resistenza inferiore quando desideri una maggiore resistenza, " dice Lavoie. "I gabbiani possono usare le correnti ascensionali per aumentare l'altitudine in modo da non dover sbattere le ali tanto per risparmiare energia. Ma se hanno bisogno di fare manovre veloci, come tuffarsi per pescare, possono cambiare la forma dell'ala per quel particolare scopo."

Studiare come i gabbiani usano la forma delle ali per librarsi su lunghe distanze e controllare il loro volo è particolarmente interessante per Lavoie a causa del potenziale per informare la progettazione di futuri velivoli, compresi i velivoli non pilotati ad ala fissa (UAV), noti anche come droni.

"Il vantaggio del morphing è che non hai bisogno di superfici di controllo ingombranti durante il volo e rende più facile sfruttare la raccolta di energia attraverso il volo in volo, " dice Lavoie. Immagina droni ad ala fissa che potrebbero inerpicarsi su correnti ascensionali termiche mentre scansionano le tubazioni alla ricerca di difetti, cercare segni di siccità o malattie delle colture nelle grandi aziende agricole, o monitorare i movimenti delle mandrie di caribù. I droni ad ala fissa possono essere utilizzati anche per monitorare l'estensione e l'evoluzione degli incendi boschivi.

"L'idea della ricerca bio-ispirata è cercare di capire come la natura lo fa, dato che aveva milioni di anni per adattarsi a determinate condizioni, " dice Lavoie. "Una volta che lo facciamo, possiamo vedere se ci sono elementi che possiamo estrarre per i nostri progetti".

I ricercatori hanno anche sottolineato i vantaggi e l'importanza della ricerca interdisciplinare.

"È stata una grande esperienza lavorare con il professor Lavoie, la cui esperienza e conoscenza è stata una parte indispensabile del progetto. La conduzione della ricerca presso la galleria del vento UTIAS è stata una parte fondamentale del lavoro, "ha detto Harvey. "Non vedo l'ora di continuare a combinare strumenti ingegneristici e competenze con questioni biologiche in modo da poter comprendere meglio il volo aviario".

"È stato un progetto molto divertente, è sempre bello avere queste diverse opportunità che emergono da un campo diverso, " aggiunge Lavoie. "Mantiene le cose fresche, e ti fa pensare ai problemi da una prospettiva diversa."