O dronă alimentată cu gaz rămâne în aer timp de cinci zile

O echipă de ingineri de la MIT a dezvoltat și a testat o dronă care poate să plutească și să rămână în stație sau să se învârtă în jurul unei ținte pentru a oferi suport de comunicații de mare anvergură timp de până la cinci zile, mai mult decât orice altă dronă alimentată cu gaz. Seamănă cu un planor și are aripi subțiri care se întind pe o distanță de 24 de metri… Aeronava transportă până la 20 lb de echipament în timp ce zboară la o înălțime de până la 15.000 ft. Cântărește puțin sub 150 lb și este propulsată de un motor pe benzină de 5 CP.

În cazul unui dezastru natural care întrerupe sistemele de telefonie și internet pe o arie extinsă, drona ar putea zbura deasupra regiunilor afectate, asigurând o acoperire temporară de telecomunicații pentru cei care au nevoie, precum și pentru forțele de urgență.

Versiunile actuale ale vehiculelor aeriene nepilotate sunt adesea costisitoare pentru operare și pot rămâne în aer doar o zi sau două, așa cum este cazul majorității aeronavelor autonome de supraveghere operate de armată. Asigurarea unei acoperiri adecvate și persistente ar necesita un releu de mai multe aeronave, care să aterizeze și să realimenteze non-stop, cu costuri operaționale de mii de dolari pe oră pentru fiecare UAV.

Drona a început ca un proiect studențesc care a fost sugerat de Forțele Aeriene ale SUA. Aceasta dorea o dronă, alimentată de soare, care să poată rămâne potențial în zbor pe termen nelimitat. Alții, inclusiv Google, au experimentat acest concept, proiectând aeronave de mare altitudine, alimentate cu energie solară, care ar putea oferi acces continuu la internet în zonele rurale și îndepărtate ale lumii.

Dar atunci când echipa de studenți de la MIT a studiat ideea și a analizat problema dintr-o serie de perspective inginerești, au decis că energia solară – cel puțin pentru un răspuns de urgență de lungă durată – nu era calea de urmat.

„Un vehicul solar ar putea funcționa bine în sezonul de vară, dar iarna, în special dacă te afli departe de ecuator, nopțile sunt mai lungi și nu există atât de multă lumină solară în timpul zilei. Așa că trebuie să transportați mai multe baterii, ceea ce adaugă greutate și face ca avionul să fie mai mare”, a declarat R. Joh Hansman, profesor de aeronautică și astronautică la MIT și unul dintre liderii echipei. „Pentru ajutorarea în caz de dezastre, acest lucru ar putea răspunde doar la dezastrele care au loc vara, la o latitudine joasă. Asta pur și simplu nu funcționează.”

Cercetătorii au ajuns la concluziile lor după ce au modelat problema folosind GPkit, un instrument software dezvoltat de Warren Hoburg, un alt instructor de la MIT. Acesta permite inginerilor să determine cele mai bune decizii de proiectare sau dimensiuni pentru un vehicul, având în vedere anumite constrângeri sau cerințe ale misiunii.

Această metodă nu este unică în rândul instrumentelor de proiectare a aeronavelor, dar, spre deosebire de alte instrumente care iau în considerare doar câțiva factori majori, GPkit a permis echipei să ia în considerare aproximativ 200 de constrângeri și modele fizice simultan și să le potrivească împreună într-un design optim al aeronavei.

„Îți oferă toate informațiile de care ai nevoie pentru a desena avionul”, spune Hansman. „Îți spune, de asemenea, pentru fiecare dintre aceste sute de parametri, dacă ai schimba unul dintre ei, cât de mult ar influența asta performanța avionului.”

După ce au stabilit că un UAV alimentat cu energie solară nu ar fi fezabil, echipa a analizat aeronavele alimentate cu benzină. Ei au ajuns la un proiect care a fost prezis să rămână în zbor mai mult de cinci zile, la altitudini de 15.000 de metri, în vânturi de până la 94 de procente, la orice latitudine.

Toamna trecută, echipa a construit un prototip urmând dimensiunile determinate de instrumentul software. Pentru ca vehiculul să rămână ușor, au folosit fibră de carbon pentru aripi și fuselaj și Kevlar pentru coadă și conul nazal, care găzduiește sarcina utilă. Ei au proiectat UAV-ul pentru a fi ușor de demontat și depozitat într-o cutie FedEx, astfel încât să poată fi expediat în orice regiune calamitată și reasamblat rapid.

În această primăvară, studenții au perfecționat prototipul și au dezvoltat un sistem de lansare, confecționând un cadru metalic simplu care să se potrivească pe un portbagaj tipic pentru acoperișul unei mașini. UAV-ul este așezat în vârful cadrului în timp ce un șofer accelerează vehiculul de lansare

„Aceste vehicule ar putea fi folosite nu numai pentru ajutorarea în caz de dezastre, ci și pentru alte misiuni, cum ar fi monitorizarea mediului. S-ar putea să doriți să supravegheați incendiile de vegetație sau scurgerea unui râu”, spune Hansman. „Cred că este destul de clar că cineva, în câțiva ani, va fabrica un vehicul care va fi o imitație a acestuia.”

.