SAMSUNG_10_WATC Advertisement SAMSUNG_10_WATC Advertisement SAMSUNG_10_WATC Advertisement

Ako môže 500-ročný Da Vinciho vynález zmeniť moderné drony

Inovácie
0

Predstavte si rušnú mestskú ulicu, nad ktorou sa vznáša dron doručujúci balíček, sprevádzaný prenikavým bzučaním, ktoré sa stalo synonymom tejto technológie. Teraz si predstavte 500 rokov starú skicu od Leonarda da Vinciho, ktorá zobrazuje zvláštne vyzerajúce zariadenie pripomínajúce obrovskú skrutku. Čo ak riešenie najväčšieho problému moderných dronov – ich hluku a neefektívnosti – bolo po celý čas ukryté v tomto renesančnom nákrese?

Vedci, vyzbrojení výkonnými superpočítačmi, nedávno zistili, že da Vinciho „vzdušná skrutka“, dlho považovaná za geniálny, ale nerealizovateľný výmysel, je nielen funkčná, ale v kľúčových aspektoch prekonáva moderné vrtule. Tento objav otvára dvere k tichším a úspornejším dronom, čím potvrdzuje genialitu muža, ktorý predbehol svoju dobu o pol tisícročia.

Da Vinciho vízia z roku 1480 bola odvážna; jeho stroj mal byť vyrobený z rákosia, plátna napusteného škrobom a drôtu, pričom štyria muži by otáčaním kľúk roztáčali centrálnu os, aby sa zariadenie doslova „zaskrutkovalo“ do vzduchu.   Po stáročia bol tento koncept považovaný za neúspech, pretože obrovská hmotnosť konštrukcie by znemožnila ľudskej sile vyvinúť dostatočnú rýchlosť na vzlietnutie.

Tím z Univerzity Johnsa Hopkinsa pod vedením profesora Rajata Mittala sa však rozhodol dať Leonardovmu nápadu druhú šancu v digitálnom svete. Pomocou modelu dynamiky tekutín (CFD), vytvorili presný 3D model vzdušnej skrutky a podrobili ho prísnym testom. Výsledky boli ohromujúce: da Vinciho dizajn dokázal vygenerovať rovnaký vztlak ako konvenčný rotor dronu, avšak pri výrazne nižších otáčkach.

To priamo znamená nižšiu spotrebu energie, čo je pre drony napájané batériami kľúčové, a predovšetkým oveľa nižšiu hlučnosť. Moderné drony sú nepríjemne hlučné, pretože rýchlo sa otáčajúce konce ich vrtúľ vytvárajú silné vzdušné víry, ktoré produkujú prenikavý, vysokofrekvenčný zvuk. Leonardova skrutka tento problém obchádza vďaka svojej unikátnej konštrukcii. 

Jej veľká plocha a špirálovitý tvar vytvárajú namiesto jedného silného víru kaskádu menších, menej intenzívnych vírov, ktoré sa rýchlejšie rozptýlia a produkujú zvuk s nižšou, menej rušivou frekvenciou. To, čo bolo kedysi len teóriou a počítačovou simuláciou, sa stalo realitou vďaka Austinovi Pretemu, študentovi inžinierstva na Univerzite v Marylande. Postavil funkčný kvadrokoptérový dron s názvom „Crimson Spin“, ktorý využíva práve da Vinciho princíp.

K PREDPLATNÉMU DOSTANEŠ DARČEKY!

Preteho prototyp, ručne vyrobený z hliníka, kompozitných nosníkov a mylarovej fólie, potvrdil, že koncept funguje. Kľúčovou úpravou bolo použitie dvojitej špirály na každom rotore, čo vyriešilo problémy so stabilitou pôvodného jednolistového dizajnu. Najväčším prekvapením bolo zistenie, ako vlastne skrutka vytvára vztlak.

Na rozdiel od všeobecnej predstavy, že tlačí vzduch nadol, väčšina sily pochádza zo stabilného víru, ktorý sa tvorí pozdĺž nábežnej hrany a na špičke skrutky, čím vzniká zóna nízkeho tlaku, ktorá dron ťahá nahor – podobne ako u nadzvukových lietadiel s delta krídlami, ako bol Concorde

Cesta od 500-ročnej skice k lietajúcemu prototypu dokazuje, že inovácia nie je vždy lineárna a niekedy tie najfuturistickejšie riešenia môžeme nájsť pohľadom do minulosti. Da Vinciho intuícia bola správna a jeho zdanlivo neúspešný nápad môže teraz formovať budúcnosť tichých a efektívnych dronov.  

Zdroj: popularmechanics.com.

Zdroj Foto: depositphotos.com.

Redakcia

Všetky autorove články

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať