Madárként repülő drónok jöhetnek, teljesen átalakulhat a légi közlekedés
A repülő szerkezetek fejlesztése során a Rutgers Egyetem kutatói egy új, madárszárnyak mozgását utánzó drónt terveztek. Ez a drón különleges anyagokkal működik, amelyek elektromos feszültség hatására elhajlanak, így nincs szükség hagyományos motorokra és csuklókra.
A madarak természetes repülési mechanizmusa inspirálta a kutatókat, mivel szárnyaik folyamatosan alkalmazkodnak a környezeti hatásokhoz, ellentétben a forgó légcsavaros drónokkal, amelyek merevebbek és kevésbé manőverezhetőek. Az ornithopter elnevezésű szerkezet piezoelektromos anyagokat használ, amelyek alakjukat elektromos hatásra változtatják meg.
Az új drón működési elve
Az új drón szárnyai piezoelektromos anyagokból készültek, amelyek feszültség hatására hajlanak meg, így nincs szükség külön meghajtó mechanikára. A szénszálas anyaggal kombinált piezoelektromos réteg áram hatására meghajlik, és a szárny csavarodik, akárcsak egy izom.
Előnyök a hagyományos megoldásokkal szemben
A legtöbb madárszerű robot még mindig bonyolult mechanikai rendszereket használ, mint például motorok és csuklók. Ezek a rendszerek nehezebbek és kevésbé hatékonyak, mint a piezoelektromos anyagokkal működő szolidtestes megoldások, amelyek gyorsabban reagálnak a környezeti változásokra.
A Rutgers csapata szerint a mechanikai áttétek nélküli, úgynevezett szolidtestes megoldás könnyebb, rugalmasabb és gyorsabban reagálhat a környezet változásaira. Ez különösen fontos lehet olyan helyzetekben, ahol szűk helyen kell manőverezni, például városi csomagszállításnál, mentési feladatoknál vagy nehezen elérhető helyek ellenőrzésénél.
A csapkodó szárnyak kisebb méretben előnyösebbek lehetnek, mint a légcsavarok. Ezek a szárnyak, ha akadályba ütköznek, kevésbé károsítják a környezetet és önmagukat.
Az új drónok irányítása
A kutatók egy komplex számítógépes modellt fejlesztettek ki, amely az összes repüléshez szükséges tényezőt figyelembe veszi, beleértve az aerodinamikát és az irányítást is. Ez lehetővé teszi, hogy a tervezők a prototípusok gyártása előtt virtuálisan teszteljék és optimalizálják a terveket, így időt és pénzt takarítanak meg.
Gyakorlati alkalmazás akadályai
A piezoelektromos anyagok jelenlegi teljesítménye korlátozza a drónok használhatóságát. Bár a mostani anyagok még nem elég erősek nagy teljesítményű repüléshez, a kutatók optimisták, hogy a technológia fejlődésével a drónok hatékonyabbá válhatnak. A jövőben akár szélturbinákban is alkalmazhatják ezt a megoldást, a hatékonyság növelése érdekében.
