Gázüzemű drón öt napig a levegőben marad

A MIT mérnökeinek egy csapata olyan drónt fejlesztett ki és tesztelt, amely képes lebegni és a helyükön maradni, vagy egy célpont körül keringeni, hogy széleskörű kommunikációs támogatást nyújtson akár öt napig, hosszabb ideig, mint bármely más gázüzemű drón. A vitorlázórepülőgépre hasonlít, és vékony szárnyai 24 lábnyira nyúlnak. A repülőgép akár 20 fontnyi felszerelést is elbír, miközben akár 15 000 láb magasan repül. A súlya alig éri el a 150 fontot, és egy 5 lóerős gázmotor hajtja.

Egy természeti katasztrófa esetén, amely nagy területen megzavarja a telefon- és internetrendszereket, a drón átrepülhetne az érintett régiók felett, ideiglenes távközlési lefedettséget biztosítva a rászorulóknak, valamint a katasztrófavédelmi erőknek.

A pilóta nélküli légi járművek jelenlegi változatainak üzemeltetése gyakran költséges, és csak egy-két napig maradhatnak a levegőben, ahogy a hadsereg által üzemeltetett legtöbb autonóm megfigyelő repülőgép esetében is. A megfelelő és tartós lefedettség biztosításához több repülőgépből álló, éjjel-nappal leszálló és utántöltő stafétára lenne szükség, amelynek üzemeltetési költségei óránként több ezer dollárra rúgnának egy-egy UAV esetében.

A drón egy diákprojektként indult, amelyet az amerikai légierő javasolt. Olyan drónt akartak, amelyet a nap hajt, és amely potenciálisan korlátlan ideig repülhet. Mások, köztük a Google is kísérleteztek ezzel a koncepcióval, napenergiával működő, nagy magasságú repülőgépeket terveztek, amelyek folyamatos internet-hozzáférést biztosíthatnának a világ vidéki és távoli részein.

Amikor azonban az MIT diákcsapata megvizsgálta az ötletet, és számos mérnöki szempontból elemezte a problémát, úgy döntöttek, hogy a napenergia – legalábbis a hosszú ideig tartó vészhelyzeti reagáláshoz – nem a megfelelő út.

“Egy napelemes jármű jól működhet a nyári időszakban, de télen, különösen, ha távol vagyunk az egyenlítőtől, az éjszakák hosszabbak, és napközben nincs annyi napfény. Így több akkumulátort kell szállítani, ami növeli a súlyt és nagyobbá teszi a gépet” – mondja R. Joh Hansman, az MIT repülés- és űrhajózástudományi professzora és a csapat egyik vezetője. “Katasztrófaelhárítás szempontjából ez csak olyan katasztrófákra tudna reagálni, amelyek nyáron, alacsony földrajzi szélességen következnek be. Ez egyszerűen nem működik.”

A kutatók a probléma modellezése után jutottak a következtetéseikre a GPkit szoftver segítségével, amelyet Warren Hoburg, az MIT egy másik oktatója fejlesztett ki. Segítségével a mérnökök meghatározhatják a legjobb tervezési döntéseket vagy méreteket egy jármű számára, bizonyos korlátok vagy küldetési követelmények mellett.

Machinedesign 10311 Mit 5 Day Uav 3

Ez a módszer nem egyedülálló a repülőgép-tervezési eszközök között, de más eszközökkel ellentétben, amelyek csak néhány fő tényezőt vesznek figyelembe, a GPkit lehetővé tette a csapat számára, hogy egyszerre mintegy 200 kényszert és fizikai modellt vegyen figyelembe, és ezeket egy optimális repülőgép-tervezéshez illessze össze.

“Minden információt megad, ami a repülőgép megtervezéséhez szükséges” – mondja Hansman. “Azt is megmondja a több száz paraméter mindegyikére vonatkozóan, hogy ha megváltoztatnánk valamelyiket, az mennyire befolyásolná a repülőgép teljesítményét.”

Miután megállapították, hogy egy napelemes UAV nem lenne megvalósítható, a csapat benzinüzemű repülőgépeket vizsgált. Olyan konstrukcióval álltak elő, amely az előrejelzések szerint több mint öt napig marad repülésben, 15 000 láb magasságban, akár 94-es szélerősségű szélben, bármely szélességi fokon.

Tavaly ősszel a csapat megépített egy prototípust a szoftver által meghatározott méretek szerint. Hogy a jármű könnyű maradjon, a szárnyakhoz és a törzshez szénszálat, a farokhoz és a hasznos tehernek helyet adó orrkúphoz pedig kevlárt használtak. Az UAV-t úgy tervezték, hogy könnyen szétszedhető és egy FedEx-dobozban tárolható legyen, így bármilyen katasztrófa sújtotta területre elszállítható és gyorsan összeszerelhető.

A tavasszal a diákok továbbfejlesztették a prototípust és kifejlesztettek egy indítórendszert, egy egyszerű fémkeretet alakítottak ki, amely egy tipikus autó tetőcsomagtartójára illeszkedik. Az UAV a keret tetején ül, miközben egy vezető felgyorsítja a kilövő járművet

“Ezeket a járműveket nemcsak katasztrófaelhárításra, hanem más küldetésekre, például környezeti megfigyelésre is lehetne használni. Megfigyelhetnék az erdőtüzeket vagy egy folyó lefolyását” – mondja Hansman. “Szerintem elég egyértelmű, hogy néhány éven belül valaki olyan járművet fog gyártani, amely ennek a koppintása lesz.”