This post is also available in:
English (אנגלית)
כל מערכת חשמלית בתוך רחפן זקוקה לאספקת חשמל, ובדרך כלל הדבר מחייב להעביר חוטים דרך הכנפיים, גוף כלי הטיס ורכיבים מבניים נוספים. הכבלים הללו דורשים מחברים, נקודות עיגון ונתיבים מוגנים, שמוסיפים משקל ומורכבות לכלי טיס שבו ממילא קיים מחסור במקום פנוי. הם גם יוצרים נקודות תחזוקה נוספות כאשר נדרש תיקון.
פרויקט הנתמך על ידי הצי האמריקני בוחן כעת אם ניתן להפוך חלק מהחיווט הזה לחלק בלתי נפרד ממבנה כלי הטיס עצמו.
חברת Continuous Composites קיבלה חוזה מחקר ופיתוח לעסקים קטנים בשלב השני, לצורך פיתוח רכיבים מרוכבים מודפסים בתלת־ממד עבור כלי טיס בלתי מאוישים, שבתוכם מוטמעים ישירות מוליכים חשמליים. המטרה היא ליצור מבנים נושאי עומס שיוכלו במקביל גם להעביר ולחלק חשמל.
הפרויקט משתמש בתהליך ייצור המכונה הדפסה בתלת־ממד בסיבים רציפים. בניגוד להדפסה קונבנציונלית בפולימרים, השיטה משלבת סיבי חיזוק רציפים תוך כדי ייצור הרכיב. המהנדסים יכולים לשלוט במיקום הסיבים וחומרים נוספים בתוך החלק המוגמר, וכך לשלב בו מספר פונקציות כבר במהלך ההדפסה.
בשלב הראשון של הפרויקט ייצרו החוקרים לוחות מחוזקים בסיבי זכוכית, שבתוכם שולבו חוטי נחושת ורכיבי סיבים אופטיים. בניסויים מכניים נבדק אם הטמעת הרכיבים פוגעת בחוזקו של החומר המרוכב. לדברי החברה, החומרים הנוספים השפיעו במידה מזערית בלבד על הביצועים המבניים, בעוד שבדיקות חשמליות הדגימו את ההיתכנות הבסיסית של הרעיון.
בשלב השני יעבור הפיתוח לנתיבים חשמליים בעלי קיבולת גבוהה יותר, המתאימים ליישומים תובעניים יותר. על פי דיווח של Interesting Engineering, אחד האתגרים יהיה למקם ולבודד את המוליכים כך שיוכלו להעביר חשמל מבלי ליצור נקודות חולשה ברכיבים שנדרשים במקביל לעמוד בעומסים מכניים.
הבדיקות יתבצעו תחילה על דגימות חומר קטנות, לפני המעבר למבנים בקנה מידה מוקטן.
אם הפיתוח יצליח, הטכנולוגיה עשויה לפשט את המבנה הפנימי של רחפנים צבאיים. מערכי חיווט קונבנציונליים דורשים נתיבים ייעודיים ברחבי גוף כלי הטיס ויכולים לכלול מספר רב של מחברים. הטמעת המוליכים בתוך המבנה עשויה לצמצם חלק מהרכיבים הנפרדים הללו ולפנות מקום פנימי לסוללות, חיישנים או מטע"דים אחרים.
גם התחזוקה עשויה להשתנות. בעתיד, ייתכן שניתן יהיה להחליף רכיב מבני רב־תכליתי כיחידה אחת, במקום לפרק את המבנה ולאחר מכן לנתק או להעביר מחדש מערכי חיווט נפרדים.
יכולת כזו עשויה להיות שימושית במיוחד עבור כלי טיס בלתי מאוישים צבאיים, שבהם תיקונים מהירים וזמינות גבוהה חשובים במהלך פעילות ממושכת. צמצום מספר החיבורים החשופים עשוי גם להפחית נקודות פגיעה אפשריות במהלך טיפול ותחזוקה.
השלב השני של התוכנית יימשך 30 חודשים ויתמקד בחומרים, בתהליכי הייצור ובשילוב המוליכים. אפשרות להארכה בשנה נוספת עשויה להוביל להדגמה ברמת המערכת באמצעות רכיב מתפקד.
הרעיון עדיין נמצא בשלב הפיתוח, ולכן מוקדם לקבוע כמה מהחיווט הקונבנציונלי ניתן יהיה לבטל בפועל. עם זאת, הפרויקט מצביע על שינוי רחב יותר בייצור כלי טיס: במקום להדפיס רכיב שתפקידו היחיד הוא לשאת עומסים מכניים, מבנים עתידיים עשויים לצאת מתהליך ההדפסה כשהם כבר מסוגלים להעביר גם חשמל ונתונים.
