איך להפוך את הרחפן לעמיד יותר לרוחות

איך להפוך את הרחפן לעמיד יותר לרוחות

רחפן מתמודד עם רוחות אף

This post is also available in: enEnglish (אנגלית)

רחפנים נמצאים כיום בכל מקום, ומשתמשים בהם על מנת למלא מגוון רחב של משימות, זאת כבר עובדה מוגמרת. הרחפנים יכולים להוות כלים יעילים ביותר, בעיקר הקטנים יותר שלא מצריכים יכולת הטסה גבוהה או רישיון מיוחד על מנת להטיסם.

אבל ישנה גם בעיה עם רחפנים אלו – כאשר הם נתקלים ברוח אף חזקה הם נוטים למעלה באופן בלתי צפוי.

לפי אתר spacewar.com, מהנדסים מאוניברסיטת טוהוקו ביפן הראו כי העמדת הלהבים של כלי טיס בלתי מאויש מסוג רחפן מרובע להבים בזווית של 20 מעלות אחד כלפי השני יכולה להוריד את הנטייה של הכלים ב26 אחוזים.

רחפנים מרובי-להבים נעשו קטנים בהרבה ככל שהזמן חלף, ויש להם שימושים רבים כמו בילוש, מעקב ואף תחבורה. מבנה רב-להבי מאפשר המראה אנכית ויכולת ריחוף בתנאים רגועים, אבל הופך את הרחפנים לבלתי יציבים ברוח אף. בניסוי זה, היקארו אוטסוקה ועמיתיו יצאו להעריך האם הטיית להבי הכלי אחד מול השני תשפר את השליטה בכלים בעלי ארבעה להבים בתנאי רוח חזקה.

הזדקרות יכולה לקרות בשל שלושה גורמים: הגרר של הגוף באוויר, חלוקת זרימה א-סימטרית של האוויר על הלהב, והבדלים בעילוי בין הלהבים הקדמיים והאחוריים. בהתחלה הצוות העריך את אפקט השובל שמשאירים הלהבים הקדמיים על האחוריים, ואז בודד את הלהבים מהכלי עצמו ומדד את האפקט של זוויות שונות במנהרת רוח במהירות נמוכה.

הם מראים כי הטיית הלהבים החוצה ב-75 מעלות שמרה את זרימת האוויר שחולפת על פני כל להב מבודדת, אך הגדלת הזווית ל-90 מעלות ומעלה גרמה לכך שהשובל של הלהבים הקדמיים השפיע על הלהבים האחוריים.

בשלב הבא הם ניתחו כיצד זה מיתרגם לרחפן שלם בעל ארבעה להבים כאשר כל הארבעה עובדים אותו הזמן. במנהרת הרוח, הצוות בחן זוויות שונות של הצמדת הלהבים לגוף הכלי ואת האפקט שהיה לכך על הזדקרות הכלי. הם מדדו את האפקטים של הטייה פנימה או החוצה של הלהבים בחמש זוויות שונות. הם מצאו כי על ידי הטיית הלהבים ב-20 מעלות החוצה מגוף הכלי מפחית את הסיכוי להזדקרות ב-26 אחוזים.

כותבי המחקר סיכמו שהטיית הלהבים לכיוון החיצוני מורידה את סיכויי ההזדקרות של רחפן בעל ארבעה להבים בתנאי רוח. העבודה עשויה להיות משמעותית עבור אלו להם הרחפנים הם תחביב וגם למקצוענים, שרוצים להשתמש ברחפנים למשימות בשטח, דוגמת בחינת טורבינות רוח, אתרי אסון או בשביל לעסוק במשימות חילוץ ביתר בטיחות.