Optimization of a Flapping-Wing Nano-Drone
Optimisation d'un Nano-drone à ailes vibrantes
Résumé
The study of insect flight is a source of inspiration for the design of Nano-Air Vehicles (NAVs). Understanding insect flight reveals that it combines both torsional and flapping movements. Two main approaches exist for designing NAV wings: one uses rigid wings with a four-bar mechanism to amplify motion, while the other, employed by our team, develops fully flexible structures. Here, fully flexible structures have been replaced with rigid bodies featuring compliant joints, offering three advantages: 1) structural optimization through simple mass-spring systems, 2) high vibration amplitudes without damaging the structure thanks to the compliant joints, and 3) greater aerodynamic force generated by a rigid wing attached to a compliant joint.
L’étude du vol des insectes est une source d’inspiration pour la conception des Nano-Air Vehicles (NAVs). La compréhension du vol des insectes montre qu’il combine des mouvements de torsion et de battement. Deux approches principales existent pour concevoir des ailes de NAV : l’une utilise des ailes rigides avec un système à 4 barres pour amplifier le mouvement, l’autre, employée par notre équipe, développe des structures entièrement flexibles. Ici, les structures entièrement flexibles ont été remplacées par des corps rigides avec des liaisons souples, offrant trois avantages : 1) l’optimisation de la structure via de simples systèmes de masse-ressort 2) des amplitudes de vibration élevées sans endommager la structure grâce aux liaisons souples, 3) une force aérodynamique supérieure produite par une aile rigide attachée à une liaison souple.