רחפן מונוקופטר זריז עם כנפי אוריגמי מתקפלות

image from video https://www.youtube.com/watch?v=oHlbp19UiG0&ab_channel=AIRLab%28SUTD%29

This post is also available in: English (אנגלית)

רחפן חדשני בעל כנף דמוית אוריגמי אחת היכולה להתקפל ולהיפרס במהלך הטיסה. צוות מחקר מאוניברסיטת סינגפור לטכנולוגיה יצר את הרחפן בהשראת יכולות התעופה של זרעי צמח הסמארה המעופפים בסיבובים.

למרות שרחפני קוודקופטר (quadcopter) הפכו נפוצים מאוד בתעשיות טכנולוגיות שונות בשל זריזותם, ההמראה האנכית באמצעות מדחף שלהם הופכת אותם לפחות יעילים מבחינת צריכת אנרגיה. עם זאת, בעוד שרחפנים מקובעי-כנף מספקים יעילות גבוהה יותר, אין להם וורסטיליות בחללים עם תנועה מוגבלת.
החוקרים מדווחים כי כלי רכב אוויריים עם כנפיים שמתקפלות במהלך הטיסה זה קונספט חדשני שמטרתו לספק שליטה אקטיבית ופסיבית על מוטת כנף במהלך הטיסה. עיצוב ה-FROW של הצוות הושפע מהיכולת של ציפורים לקפל את כנפיהן ולנווט בחללים צרים ומאתגרים, ובכך להתמודד עם הקושי של מונוקופטרים לתמרן דרך אזורים מוגבלים על ידי קיפול כנפיהם במהלך הטיסה.
על פי Interesting Engineering, הצוות פיתח שתי תצורות – FROW-A בעל קיפול כנף פעיל הנשלט על ידי אקטואטורים, ו-FROW-P הכולל קיפול פסיבי ללא אקטואטורים – שניהם חולקים עיקרון עיצוב בהשראת מעוף ציפורים שמשפר גמישות ושימושיות.
העיצוב של כנף ה-FROW היה בהשראת טכניקות אוריגמי ומחקה את תעופת זרע הסאמארה, מאזן נוקשות עבור טיסה ועם גמישות עבור קיפול. הכנף מורכבת מלוחות עץ בלזה מכוסים בלמינצית פלסטיק שמבטיחה את השלמות המבנית כאשר אוויר חם שומר על צורת הקיפול.
תוצאות המבחנים המוצלחים מראות כי הרחפנים מסוגלים לטוס בשני מצבים (מורחבים ומקופלים) ומאששות את יכולת השימושיות המעשית על ידי הפחתת טביעת הרגל של הרחפן ויכולתו לנווט באזורים צרים. שיפורים אלה מבטיחים שיפור ברב-התכליתיות של פלטפורמות המונוקופטר, ומציעים פתרונות לניווט זריז וניצול יעיל של שטח ביישומים שונים. במבט אל העתיד, החוקרים אמרו שהם רוצים לייעל את צורת הכנף ולשפר מאפייני טיסה אחרים כדי לשפר את הביצועים.