Исследователи из Мичиганского университета доказали: если покрыть корпус подводного или воздушного дрона вмятинами, как у мяча для гольфа, он станет маневреннее и энергоэффективнее.

Результаты опубликованы в издании Flow.

Обычный мяч для гольфа летит на 30% дальше гладкого благодаря ямочкам, которые снижают сопротивление воздуха. Ученые решили применить этот принцип в робототехнике и создали сферу с регулируемой поверхностью. Ее тестировали в аэродинамической трубе, меняя глубину вмятин с помощью вакуумного насоса.

Если оснастить дрон «умной» оболочкой, которая подстраивается под поток воды или воздуха, можно отказаться от рулей и плавников, — объясняет Анчал Сарин, руководитель исследования. — Это даст точное управление и сократит расход энергии.

Как это работает:

• Полый шар покрыт тонким латексом, под ним — сетка отверстий.
• Вакуумный насос втягивает латекс внутрь, создавая вмятины.
• Если насос выключить, поверхность снова становится гладкой.

В аэродинамической трубе шар с ямочками снижал сопротивление на 50% по сравнению с гладким.

Но главное — он научился менять направление без вращения.

Для этого ученые сделали отверстия только с одной стороны. Когда насос включался, половина шара оставалась гладкой, а другая покрывалась вмятинами. Поток воздуха огибал его неравномерно, создавая силу, толкающую шар в сторону шероховатости. Такой же эффект дает вращение (эффект Магнуса), но здесь он достигался только за счет изменения текстуры поверхности.

Я не ожидал, что такой простой метод сможет соперничать с эффектом Магнуса, — признался аспирант Путу Брахманда Сударсана.

Где пригодится:

• Подводные дроны для исследования узких пещер или коралловых рифов.
• Бесшумные воздушные аппараты для разведки.

Следующий шаг — сотрудничество с инженерами в области мягкой робототехники, чтобы создать прототип для реальных условий.

Этот эксперимент ломает стереотипы о гидро- и аэродинамике. Раньше считалось, что для маневренности нужны либо вращающиеся элементы, либо выступающие рули. Теперь же управление возможно только за счет изменения текстуры поверхности — это открывает путь к более компактным и надежным дронам.

Практические выгоды:

• Экономия энергии — меньше сопротивление = меньше расход топлива или заряда батареи.
• Простота конструкции — нет сложной механики, которую может заклинить.
• Точность — мгновенная реакция на изменение потока.

Особенно ценно для подводных аппаратов: им часто нужно работать в узких пространствах, где плавники рискуют застрять.

Пока технология тестировалась только в лабораторных условиях — в идеально ровном потоке воздуха. В реальности подводные течения турбулентны, а ветер порывист. Неясно, как система поведет себя при резких изменениях среды. Кроме того, латексная оболочка может оказаться недолговечной под давлением на глубине.

Ранее ученые предложили покрывать борта судов слоем на основе пальмового семени — чтобы ничего лишнее не прилипало.