Kaasukäyttöinen lennokki pysyy ilmassa viisi päivää

MIT:n insinööriryhmä on kehittänyt ja testannut lennokin, joka voi leijua ja pysyä paikallaan tai kiertää kohteen ympärillä tarjotakseen laajaa viestintätukea jopa viisi päivää, pidempään kuin mikään muu kaasukäyttöinen lennokki. Se muistuttaa purjelentokonetta, ja siinä on ohuet siivet, jotka ulottuvat 24 jalan päähän…. Ilma-alus kantaa jopa 20 kiloa varusteita lentäessään jopa 15 000 jalan korkeudessa. Se painaa hieman alle 150 kiloa, ja sen voimanlähteenä on 5 hv:n kaasumoottori.

Tilanteessa, jossa luonnonkatastrofi katkaisee puhelin- ja internet-järjestelmät laajalla alueella, lennokki voisi lentää vahingoittuneiden alueiden yläpuolella tarjoten väliaikaista tietoliikennetukipeittoa apua tarvitseville sekä pelastusjoukoille.

Pilottamattomien ilma-alusten nykyiset versiot ovat usein kalliita käyttää, ja ne voivat pysyä ilmassa vain päivän tai kaksi, kuten useimmat armeijan käyttämät autonomiset valvontalentokoneet. Riittävän ja pysyvän kattavuuden tarjoaminen edellyttäisi useiden ilma-alusten muodostamaa relettä, joka laskeutuisi ja tankkaisi vuorokauden ympäri, ja jokaisen UAV:n käyttökustannukset olisivat tuhansia dollareita tunnissa.

Dronen kehittäminen alkoi opiskelijaprojektina, jota Yhdysvaltain ilmavoimat ehdottivat. Se halusi aurinkoenergialla toimivan lennokin, joka voisi mahdollisesti pysyä lennossa loputtomiin. Muut, kuten Google, ovat kokeilleet tätä konseptia ja suunnitelleet aurinkoenergialla toimivia, korkealla lentäviä lentokoneita, jotka voisivat tarjota jatkuvan internet-yhteyden maailman maaseudulle ja syrjäisiin osiin.

Mutta kun MIT:n opiskelijaryhmä tutki ideaa ja analysoi ongelmaa useista eri insinöörinäkökulmista, he päättivät, että aurinkoenergia – ainakaan pitkäkestoiseen hätäapuun – ei ole oikea tapa.

”Aurinkoenergia-ajoneuvo saattaisi toimia hienosti kesäkaudella, mutta talvella, etenkin jos ollaan kaukana päiväntasaajalta, yöt ovat pidempiä eikä auringonvaloa ole päivisin yhtä paljon. Niinpä on kuljetettava enemmän akkuja, mikä lisää painoa ja tekee koneesta suuremman”, sanoo R. Joh Hansman, MIT:n ilmailu- ja astronautiikan professori ja ryhmän johtaja. ”Katastrofiapua varten tällä voitaisiin vastata vain katastrofeihin, jotka tapahtuvat kesällä, matalilla leveysasteilla. Se ei vain toimi.”

Tutkijat päätyivät päätelmiinsä mallinnettuaan ongelman GPkit-ohjelmistolla, jonka on kehittänyt Warren Hoburg, toinen MIT:n kouluttaja. Sen avulla insinöörit voivat määrittää ajoneuvon parhaat suunnittelupäätökset tai mitat, kun otetaan huomioon tietyt rajoitukset tai tehtävän vaatimukset.

Machinedesign 10311 Mit 5 Day Uav 3

Menetelmä ei ole ainutlaatuinen lentokoneiden suunnittelutyökalujen joukossa, mutta toisin kuin muut työkalut, jotka ottavat huomioon vain muutaman tärkeän tekijän, GPkitin avulla tiimi pystyi harkitsemaan noin 200 rajoitteita ja fyysistä mallia yhtä aikaa ja sovittamaan ne yhteen optimaaliseksi lentokoneen muotoiluksi.

”Se antaa kaikki tiedot, joita tarvitset lentokoneen laatimiseen”

, sanoo Hansman. ”Se kertoo myös jokaisen noista sadoista parametreista, jos muuttaisit yhtä niistä, kuinka paljon se vaikuttaisi lentokoneen suorituskykyyn.”

Kun todettiin, että aurinkoenergialla toimiva UAV ei olisi toteuttamiskelpoinen, ryhmä tutki bensiinikäyttöisiä lentokoneita. He keksivät mallin, jonka ennustettiin pysyvän lennossa yli viisi päivää 15 000 jalan korkeudessa, jopa 94. prosenttiyksikön tuulilla millä tahansa leveysasteella.

Viime syksynä tiimi rakensi prototyypin ohjelmistotyökalun määrittelemien mittojen mukaan. Jotta ajoneuvo pysyisi kevyenä, he käyttivät hiilikuitua siipiin ja runkoon sekä kevlaria pyrstöön ja nokkakartioon, jossa hyötykuorma sijaitsee. He suunnittelivat UAV:n niin, että se voidaan helposti purkaa ja säilyttää FedExin laatikossa, jotta se voidaan lähettää mille tahansa katastrofialueelle ja koota nopeasti uudelleen.

Tänä keväänä opiskelijat tarkensivat prototyyppiä ja kehittivät laukaisujärjestelmän muotoilemalla yksinkertaisen metallirungon, joka sopii tavalliseen auton kattotelineeseen. UAV istuu rungon päällä, kun kuljettaja kiihdyttää laukaisuajoneuvoa

”Näitä ajoneuvoja voitaisiin käyttää katastrofiavun lisäksi myös muihin tehtäviin, kuten ympäristönseurantaan. Voi olla, että halutaan tarkkailla maastopaloja tai joen ulosvirtausta”, Hansman sanoo. ”Mielestäni on melko selvää, että joku valmistaa muutaman vuoden sisällä ajoneuvon, joka on tämän kopio.”