מהפכה בצריכת הדלק של כטב"מים עתידיים?

מהפכה בצריכת הדלק של כטב"מים עתידיים?

UAV fuel

This post is also available in: enEnglish (אנגלית)

צוות מהנדסים מ-MIT פיתחו כטב"ם חסכוני שמסוגל לרחף לפרקי זמן ארוכים במטרה לספק תמיכת תקשורת רחבה במקרה של אסון טבע. החוקרים תכננו, בנו וניסו כטב"ם שדומה לגלשן בעל מוטת כנפיים של 7 מטר. הכלי יכול לשאת בין 4 ל-9 ק"ג של ציוד תקשורת בזמן שטס בגובה של 4.5 ק"מ. הכטב"ם מונע על ידי מנוע דלק בעוצמה של 5 כוחות סוס ויכול להישאר באוויר למעלה מחמישה ימים, יותר מכל כטב"ם שפועל באמצעות דלק.

הצוות הובל על ידי ג'ון הנסמן, פרופסור לאווירונאוטיקה ואסטרונאוטיקה, ווורן הובורג, עוזר הפרופסור של בואינג לאווירונאוטיקה ואסטרונאוטיקה, שמלמדים ב-MIT. השניים עבדו עם סטודנטים על מנת ליצור כטב"ם בעל יכולות לטיסה ממושכת. באביב 2016, חיל האוויר האמריקאי בחן את הפרוייקט עם רעיון ליצור כטב"ם סולארי בעל יכולות טיסה ממושכת. המחשבה באותה העת הייתה שכטב"ם שיפעל באמצעות אנרגיית השמש יוכל עקרונית להישאר באוויר לעד. אחרים, כולל גוגל, התנסו ברעיון הזה של יצירת כטב"ם שיטוס בגובה רב וישאב כוח מאנרגיה סולארית בכדי לספק גישת אינטרנט למקומות מרוחקים באפריקה.

כשהצוות בחן את הרעיון וניתח את הבעיה מזוויות הנדסיות שונות, הם גילו כי אנרגיה סולארית, לפחות לצורך תגובה במקרה חירום, לא היתה שימושית. "כלי סולארי יכול לעבוד בסדר במהלך הקיץ, אבל לא בחורף, במיוחד אם אתה רחוק מקו המשווה, הלילות ארוכים יותר ואין הרבה אור שמש במהלך היום. ואז צריך לשאת יותר סוללות שמוסיפות משקל וגורמות לכטב"ם להיות גדול יותר," הנסמן אמר. החוקרים הגיעו למסקנתם לאחר שדימו את הבעיה באמצעות GPkit, תוכנה שפותחה על ידי הובורג, שמאפשרת למהנדסים לקבוע את התכנון המיטבי לכלי בהינתן דרישות משימה שונות.

הרעיון אינו ייחודי בקרב כלי תכנון אווירי ראשוניים, אך בשונה מכלים אחרים, השיטה של הובורג אפשרה לצוות לקחת בחשבון כמה דגמים פיזיקליים במקביל ולהתאים אותם על מנת ליצור תכנון מיטבי. "הכלי מספק את כל המידע שנדרש כדי להתחיל לשרטט את הכטב"ם," הנסמן אמר לאתר של MIT. "הוא גם אומר לך לגבי כל אחד ממאות הפרמטרים כיצד ישפיעו על יכולות הכטב"ם".

אחרי שקבעו, באמצעות הערכות התוכנה שלהם, שכלי סולארי לא יהיה אפשרי לטווח הטיסה הארוך בכל אזור בעולם, ביצע הצוות את אותה הבדיקה עבור כטב"ם שיפעל באמצעות דלק. הם תכננו שהכטב"ם שעבר הערכת תוכנה יוכל להישאר באוויר למעלה מחמישה ימים, בגבהים של למעלה מ-4.5 ק"מ ברוחות עד האחוזון ה-94. בסתיו 2016, הצוות בנה אבטיפוס של כטב"ם בעקבות הממצאים הללו שהתקבלו מהתוכנה. בכדי לשמור על משקל נמוך של הכלי הם השתמשו בחומרים כמו סיבי פחמן עבור הכנפיים וגוף הכלי.

החוקרים יצרו את הכטב"ם כך שיהיה ניתן לפירוק ומשלוח קל ולהרכבה במהירות. לאחר מכן, הסטודנטים השביחו את גרסת האבטיפוס ופיתחו מערכת שיגור שניתנת להרכבה על גג רגיל של מכונית. הכטב"ם נמצא על המתקן, הרכב מאיץ וברגע שמגיעים למהירות מסויימת הטייס המפעיל מרחוק יעמיד את הכטב"ם בזווית שיפנה לכיוון השמיים ויאפשר לו לטוס.

בתחילת מאי, הצוות בחן את הכטב"ם. הכטב"ם המריא בהצלחה, טס מעט ונחת בבטחה. "יש כמה היבטים לתעופה במשך חמישה ימים", אמר הובורג. "אבל אנחנו די בטוחים שיש לנו את קצב שריפת הדלק הנכון והמנוע הנכון בכדי להטיס את הכלי במשך חמישה ימים".