دلفلاي

DelFly هي مركبة جوية صغيرة ( MAV) أو طائرة أورنيثوبتر مزودة بكاميرا فيديو قابلة للتحكم الكامل ، تم تطويرها في مختبر المركبات الجوية الصغيرة بجامعة دلفت للتكنولوجيا، ^{[ 1 ]} بالتعاون مع جامعة فاغينينغين للبحوث . ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}

يركز مشروع DelFly ^{[ 9 ]} على الأنظمة العاملة بكامل طاقتها ويتبع نهجًا من أعلى إلى أسفل نحو طائرات صغيرة الحجم ذات أجنحة خافقة وأكثر استقلالية .

تُعدّ طائرة DelFly Micro ، بجناحيها البالغ طولهما 10  سم ووزنها 3.07 غرام، أصغر طائرة صغيرة بدون طيار ذات جناحين قابلين للتحكم، مزودة بكاميرا فيديو وجهاز إرسال. ^{[ 10 ]} توجد طائرات أصغر حجماً ذات أجنحة خافقة، لكنها لا تحتوي على كاميرا مدمجة. وقد قام أحد الهواة من ألباني، نيويورك ، ببناء طائرة صغيرة بدون طيار ذات جناحين خافقين بوزن 920  ملغ وطول جناحين 60 مم، وهي أصغر طائرة من هذا النوع تحلق بحرية في العالم حتى الآن .

تستطيع طائرة DelFly II، التي يبلغ طولها 28 سنتيمتراً ووزنها 16 غراماً، الإقلاع والهبوط عمودياً، والقيام بأشكال بسيطة من الطيران الذاتي، وذلك بالاعتماد بشكل أساسي على المعالجة الخارجية. ^{[ 5 ] [ 7 ] [ 11 ]}

يبلغ طول طائرة DelFly Explorer ^{[ 12 ]} 28 سنتيمترًا بينما يبلغ وزنها 20 جرامًا وتحتوي على نظام رؤية مجسمة مصغر للطيران الذاتي في المباني.

طائرة DelFly Nimble ^{[ 13 ]} هي طائرة صغيرة بدون طيار ذات أجنحة خافقة، تتميز بخفة حركتها وانعدام ذيلها. تُوجّه هذه الطائرة بتعديل حركة أجنحتها، مما يسمح لها بأداء مناورات عالية السرعة، مثل الدوران 360 درجة. يُستخدم هذا الطراز في دراسة طيران الحشرات؛ إذ كشفت محاكاة مناورات الهروب السريعة لذباب الفاكهة عن آلية ديناميكية هوائية جديدة تُساعد على القيام بانعطافات حادة وسريعة. وتقوم شركة Flapper Drones الناشئة بتطوير نسخة تجارية من DelFly Nimble لاستخدامها في مجال الترفيه، بما في ذلك عروض الطائرات بدون طيار، والمهرجانات، والمدن الترفيهية. ^{[ 14 ]}

بدأ مشروع DelFly في عام 2005 كتمرين لتصميم الطائرات لمجموعة من طلاب البكالوريوس في كلية هندسة الطيران والفضاء بجامعة دلفت للتكنولوجيا . أشرفت جامعة فاغينينغين على تصميم الجناح الخافق ^{[ 4 ]} ، بينما تولت شركة Ruijsink Dynamic Engineering دمج نظام التحكم عن بُعد والكاميرا الدقيقة ، وقامت جامعة دلفت للتكنولوجيا بمعالجة الصور في الوقت الفعلي ^{[ 15 ]} . كانت نتيجة هذا التمرين طائرة DelFly I ، وهي طائرة صغيرة بدون طيار بجناح خافق يبلغ طوله 50  سم ووزنه 21 غرامًا ، مزودة بكاميرا. تتميز DelFly I بقدرتها على الطيران بسرعة عالية والتحليق ببطء، مع الحفاظ على ثبات صور الكاميرا بشكل معقول.

في عام 2007، تم ابتكار طائرة DelFly II  : وهي طائرة صغيرة بدون طيار ذات جناحين خافقين، يبلغ طول جناحيها 28 سم ووزنها 16 غرامًا، مزودة بكاميرا. تميزت هذه النسخة بصغر حجمها، ونطاق طيران أوسع بكثير، حيث تراوحت سرعتها من 7  م/ث للأمام، إلى التحليق شبه الثابت، والرجوع للخلف بسرعة -1  م/ث. وعلى عكس DelFly I، كانت DelFly II قادرة على الإقلاع والهبوط عموديًا. وبلغت مدة طيرانها حوالي 15 دقيقة.

تبع طائرة DelFly II في عام 2008 طائرة DelFly Micro ، وهي طائرة صغيرة ذات جناحين خافقين، يبلغ طول جناحيها 10  سم ووزنها 3.07 غرام، ومزودة بكاميرا أيضًا. ^{[ 16 ]} تتميز DelFly Micro بإمكانية توجيهها بالكامل بثلاثة أزرار للتحكم في قوة المحرك، والمصعد، والدفة. ونظرًا للطاقة المحدودة المتوفرة على متنها، تراوحت مدة طيران DelFly Micro بين دقيقتين وثلاث دقائق. وقد دخلت DelFly Micro موسوعة غينيس للأرقام القياسية عام 2009 كأصغر طائرة في العالم مزودة بكاميرا.

شاركت طائرة DelFly في دورات مسابقات المركبات الجوية الصغيرة في أعوام 2005 و2007 و2008 و2010 و2013 ، وكانت أول مركبة تقوم برحلة داخلية ذاتية التشغيل بالكامل. ^{[ 17 ]}

تم إنشاء DelFly Explorer في عام 2013. وهو مزود بنظام رؤية مجسمة يسمح بتجنب العوائق بشكل مستقل حتى في البيئات غير المعروفة وغير المجهزة.

طائرة DelFly Nimble ، التي عُرضت عام 2018، هي أول طائرة DelFly بدون ذيل. تتميز بمرونة فائقة مقارنةً بالتصاميم السابقة؛ إذ يمكنها التحليق والطيران في أي اتجاه بسرعة تصل إلى 7  أمتار في الثانية في الطيران الأمامي. تصميمها بسيط نسبيًا، وتعتمد على مكونات متوفرة تجاريًا وأجزاء مطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد.

في عام 2019، تم تأسيس شركة تكنولوجية منبثقة عن جامعة دلفت للتكنولوجيا، وهي شركة Flapper Drones ، لتطوير نسخة تجارية من طائرة DelFly Nimble.

يعتمد تصميم طائرة DelFly على علاقات القياس الخاصة بالتصميم الديناميكي الهوائي للأجنحة الخفاقة، ^{[ 6 ]} والتي تم اكتشافها في مختبر ديكنسون في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتك) بالتعاون مع جامعة فاغينينغين. ^{[ 4 ] [ 18 ] [ 19 ]} كما ألهمت أبحاث سابقة في مختبر ديكنسون ^{[ 20 ]} تصميم طائرة Robobee ، حيث نشأ تصميم كل من Robobee وDelFly من أبحاث أجريت على نماذج روبوتية للحشرات الطائرة. ^{[ 21 ]} وقد أثرت طائرة DelFly على طائرة TechJect Dragonfly بدون طيار وطائرة FlyTech Dragonfly ، من بين العديد من الطائرات الأخرى التي تشير إلى تطورات DelFly.

يمثل تصميم الطائرات الصغيرة ذاتية القيادة، خفيفة الوزن (أقل من 20 غرامًا)، ذات الأجنحة الخفاقة، تحديات في مجالات متعددة، تشمل المواد ، والإلكترونيات ، وأنظمة التحكم ، والديناميكا الهوائية ، ورؤية الحاسوب ، والذكاء الاصطناعي . وتتكامل هذه المجالات فيما بينها. فعلى سبيل المثال، ساهمت الدراسات المتعلقة بتصميم الأجنحة وديناميكاها الهوائية في تحسين كفاءة الطيران وزيادة قوة الرفع. وهذا يسمح بحمل حمولة أكبر، مثل المزيد من أجهزة الاستشعار والمعالجة المدمجة . وبدورها، يمكن استخدام هذه المعالجة المدمجة لإجراء مناورات آلية في نفق هوائي، مما يساعد على تطوير نماذج أفضل لطائرة DelFly وديناميكيتها الهوائية عند أرقام رينولدز المنخفضة .

تتميز الطائرات بدون طيار ذات الأجنحة الخفاقة بمظهرها الطبيعي، وهي آمنة بطبيعتها بفضل وزنها الخفيف وسرعات أجنحتها المنخفضة. وهذا ما يجعلها مناسبة تمامًا للطيران الداخلي، وفي وجود البشر. علاوة على ذلك، يمكن استخدام هذه الطائرات كلعب ( واقع معزز )، ومن الاستخدامات الأخرى المحتملة فحص المنشآت الصناعية الداخلية أو بثّ الفيديو للحشود خلال الفعاليات الداخلية. تطير طائرة DelFly بكفاءة عالية في الأماكن المغلقة مع إيقاف تشغيل مكيف الهواء، وفي الهواء الطلق في ظروف رياح خفيفة جدًا.

تتيح قدرات الطيران الفائقة لطائرة DelFly Nimble ، إلى جانب سلامتها المتأصلة ومظهرها الطبيعي، تطبيقات جديدة في مجال الترفيه. وتعمل شركة Flapper Drones الناشئة على تطوير هذه التقنية بشكل أكبر لعروض الطائرات بدون طيار خلال الحفلات الموسيقية والمهرجانات وفي مدن الملاهي.