Dron poháněný plynem vydrží ve vzduchu pět dní

Tým inženýrů MIT vyvinul a otestoval dron, který se může vznášet a zůstat na místě nebo kroužit kolem cíle a poskytovat rozsáhlou komunikační podporu až pět dní, tedy déle než jakýkoli jiný dron poháněný plynem. Podobá se kluzáku a má tenká křídla o rozpětí 24 stop. Letoun unese až 20 kg vybavení, přičemž létá ve výšce až 15 000 stop. Váží necelých 150 kg a je poháněn plynovým motorem o výkonu 5 k.

V případě přírodní katastrofy, která naruší telefonní a internetové systémy na rozsáhlém území, by mohl dron létat nad postiženými oblastmi a poskytovat dočasné telekomunikační pokrytí potřebným i záchranným složkám.

Současné verze nepilotovaných vzdušných prostředků jsou často nákladné na provoz a mohou zůstat ve vzduchu pouze den nebo dva, jako je tomu u většiny autonomních pozorovacích letadel provozovaných armádou. Zajištění odpovídajícího a trvalého pokrytí by vyžadovalo štafetu několika letadel, která by přistávala a doplňovala palivo nepřetržitě, přičemž provozní náklady na každé bezpilotní letadlo by činily tisíce dolarů za hodinu.

Dron začal jako studentský projekt, který navrhlo americké letectvo. Chtělo dron poháněný sluncem, který by potenciálně mohl zůstat v letu po neomezenou dobu. S tímto konceptem experimentovali i jiní, včetně společnosti Google, a navrhli letadla poháněná sluneční energií ve velkých výškách, která by mohla poskytovat nepřetržitý přístup k internetu na venkově a v odlehlých částech světa.

Když se však tým studentů MIT touto myšlenkou zabýval a analyzoval problém z řady inženýrských hledisek, rozhodl se, že solární energie – přinejmenším pro dlouhotrvající nouzovou reakci – není tou správnou cestou.

„Solární vozidlo by mohlo fungovat dobře v letním období, ale v zimě, zejména pokud jste daleko od rovníku, jsou noci delší a přes den není tolik slunečního světla. Musíte tedy vozit více baterií, což zvyšuje hmotnost a zvětšuje letadlo,“ říká R. Joh Hansman, profesor aeronautiky a astronautiky na MIT a vedoucí týmu. „Pro pomoc při katastrofách by to mohlo reagovat pouze na katastrofy, ke kterým dochází v létě, v nízkých zeměpisných šířkách. To prostě nefunguje.“

Výzkumníci dospěli ke svým závěrům poté, co problém modelovali pomocí softwarového nástroje GPkit, který vyvinul Warren Hoburg, další instruktor MIT. Ten umožňuje inženýrům určit nejlepší konstrukční rozhodnutí nebo rozměry vozidla vzhledem k určitým omezením nebo požadavkům mise.

Tato metoda není mezi nástroji pro navrhování letadel jedinečná, ale na rozdíl od jiných nástrojů, které berou v úvahu pouze několik hlavních faktorů, GPkit umožnil týmu zvážit přibližně 200 omezení a fyzikálních modelů současně a poskládat je do optimálního návrhu letadla.

„Dává vám všechny informace, které potřebujete k sestavení letadla,“ říká Hansman. „Také vám pro každý z těch stovek parametrů řekne, kdybyste jeden z nich změnili, jak moc by to ovlivnilo výkon letadla.“

Poté, co tým zjistil, že bezpilotní letadlo poháněné sluneční energií by nebylo proveditelné, zabýval se letadly poháněnými benzinem. Přišli s návrhem, který měl podle předpovědi vydržet v letu více než pět dní ve výšce 15 000 stop, při větru o síle až 94 procent a v jakékoli zeměpisné šířce.

Loni na podzim tým postavil prototyp podle rozměrů určených softwarovým nástrojem. Aby bylo vozidlo lehké, použili na jeho křídla a trup uhlíková vlákna a na ocas a příďový kužel, v němž je umístěno užitečné zatížení, kevlar. Bezpilotní letoun navrhli tak, aby jej bylo možné snadno rozebrat a uložit do krabice FedEx, takže jej lze přepravit do jakékoli oblasti postižené katastrofou a rychle znovu sestavit.

Na jaře studenti prototyp zdokonalili a vyvinuli startovací systém, přičemž zhotovili jednoduchý kovový rám, který se vejde na typický střešní nosič automobilu. Bezpilotní letoun sedí na vrcholu rámu, zatímco řidič zrychluje startovací vozidlo

„Tato vozidla by mohla být použita nejen pro pomoc při katastrofách, ale i pro další mise, jako je monitorování životního prostředí. Mohlo by se jednat o sledování lesních požárů nebo odtoku řeky,“ říká Hansman. „Myslím, že je celkem jasné, že někdo během několika let vyrobí vozidlo, které bude napodobeninou tohoto.“