Experimentálny dron dokáže lietať bez motora aj vrtúľ

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Vedci navrhli dron bez tradičných motorov a rotorov.

• Zariadenie využíva na let iba elektricky stimulované flexibilné materiály.

• Technológia má potenciál vylepšiť aj účinnosť veterných turbín.

Tradičné bezpilotné lietadlá sa pri lete spoliehajú na systémy rotujúcich vrtúľ, elektromotorov a prevodoviek. Tieto mechanické súčiastky podliehajú opotrebovaniu a v stiesnených priestoroch predstavujú bezpečnostné riziko. Inžinieri Xin Shan a Onur Bilgen z Rutgersovej univerzity navrhli prístup, ktorý tieto obmedzenia obchádza.

Ich výskum viedol k návrhu takzvanej pevnolátkovej ornitoptéry, ktorá na pohyb nepotrebuje mechanické kĺby ani motorové jednotky. Zariadenie sa spolieha na materiály, ktoré menia tvar po privedení elektrického napätia. Tento princíp umožňuje stroju mávať a krútiť krídlami podobne, ako to robia živé organizmy.

Zdroj foto: techxplore.com/Bilgen Lab

Základom krídla je kompozitný materiál pozostávajúci z vrstvy uhlíkových vlákien a vrstvy piezoelektrického materiálu. Uhlíkové vlákna plnia funkciu kostí a peria, zatiaľ čo makrovláknové kompozity na povrchu fungujú ako svaly a nervy. Keď systém do piezoelektrických vrstiev privedie napätie, celý kompozit sa ohne a vytvorí mávavý pohyb.

Absencia pohyblivých spojov znamená, že tento dron nepodlieha bežnému mechanickému opotrebovaniu. Zariadenie dokáže neustále meniť tvar konštrukcie, čo mu poskytuje obratnosť v neprehľadných podmienkach. Táto manévrovateľnosť predurčuje koncept na nasadenie pri environmentálnom monitoringu, pátracích akciách alebo doručovaní zásielok v mestských aglomeráciách.

Vedci predpoklady overujú prostredníctvom počítačových modelov, ktoré simulujú aerodynamiku a elektrické riadenie. Súčasné piezoelektrické materiály ešte nedosahujú výkon potrebný na stavbu funkčného fyzického prototypu. Matematický model však dokazuje, že tento typ letu je plne uskutočniteľný.

Zdroj foto: techxplore.com/Bilgen Lab

Onur Bilgen sa štúdiu mávavého letu venuje už takmer 20 rokov. Jeho súčasná práca odráža snahu dosiahnuť komplexnosť pomocou jednoduchého dizajnu. Hlavným cieľom nie je kopírovanie biológie, ale vytvorenie systémov, ktoré dokážu prírodné riešenia prekonať.

Poznatky z oblasti piezoelektrických materiálov môžu nájsť uplatnenie mimo leteckého priemyslu. Výskumníci skúmajú ich využitie pri lopatkách veterných turbín, ktoré fungujú ako rotujúce krídla. Možnosť úpravy tvaru lopatiek počas prevádzky by mohla zvýšiť celkovú účinnosť získavania veternej energie.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Technológia odstraňuje mechanické opotrebovanie, zvyšuje obratnosť dronov a môže zefektívniť produkciu veternej energie.

Zdroj: techspot.com foto: ChatGPT

Zobrazit Galériu