רחפן מהפכני ללא להבים בשלבי פיתוח

רחפן מהפכני ללא להבים בשלבי פיתוח

bladeless drone

This post is also available in: enEnglish (אנגלית)

הלהבים החשופים הנמצאים בכלי טיס בלתי מאוישים רבים מהווים סכנה משמעותית לעוסקים בתחום, העלולים להיחתך בקלות מחלקים חדים אלה. רחפנים ללא להבים עשויים להיות הפיתרון שיצמצם את הסיכון למפעילים ולסביבתם.

שאיפתו של בוגר אוניברסיטת טקסס A&M קורפוס כריסטי, דניאל ואלדנגרו, היתה לפתח רחפנים בטוחים לטיסה באמצעות מערכת הנעה בהשראת המאוורר ללא להבים של Dyson. הוא החל במחקר בעזרת הפרופ' להנדסת חשמל לואי קרילו.

"במובן מסוים, העיקרון דומה לקוואדקופטר אבל מערכת ההנעה שלו שונה לגמרי", אומר קרילו. "כל הלהבים הם פנימיים. פיתוח של מערכת כזו הוא מאתגר מאוד בהשוואה לפיתוח קוואדקופטר קונבנציונלי, אבל כך אפשר להשיג את המטרה הסופית שלנו, כלי טיס הרבה יותר בטוח".

חתך הרוחב הגאומטרי של מאוורר ללא להבים, תכונות זרמי אוויר, מנועים, ומידול דינמיקות של קוואדקופטרים – כולם יושמו בתכנון מערכת ההנעה. הצוות שמנה ארבעה חוקרים התבסס על מחקרם בנושא פיתוח מאוורר ללא להבים. הם פיתחו נחיר (nozzle) שנצמד למאוורר חשמלי עם תעלה לצורך יצירת אבטיפוס ללא להבים, על פי דיווח של insideunmannedsystems.com.

הצוות הצליח להשלים עד כה שני ניסויים. "רצינו לבדוק אם ניתן לשלוט ברחפן בארבע דרגות חופש, שזו הדרך בה רחפנים נעים במרחב האווירי", מסביר ואלדנגרו. "גילינו שניתן לשלוט בו וזאת באמצעות אמצעי דחיפה ופלטפורמה שנראית כמו רחפן. הצבנו אותו על תלת-רגל כדי שנוכל להזיז אותו לכל הכיוונים, כפי שרחפן נע במציאות. רצינו לבחון איך שילוב התנועות ישפיע על הרחפן והאם ניתן לשלוט בו. הישגנו תוצאה טובה ואנחנו מתקדמים לשלב הטיסה".

האתגר העיקרי הוא העובדה שהרוטורים הם כולם פנימיים ולא חיצוניים למערכת. במקום להסתובב במישור אנכי כמו קוואדקופטר טיפוסי, אמצעי הדחיפה מסתובבים באופן אופקי, כך שנוצרת דינמיקה שונה.

בעוד שיש מספיק כוח לשליטה בכלי והנעתו בכיוונים שונים, הצוות עדיין לא הצליח לייצר מספיק דחיפה כדי להשיג תעופה, אומר ואלדנגרו.

בנוסף להגברת הבטיחות, המערכת קלה לתפעול גם עבור משתמשים לא מנוסים.

הרחפן יכול לשמש גם לדחיפת עצמים. אם מנסים לבצע פונקציה זו בעזרת מדחפים רגילים, ייגרם נזק לעצם או לרחפן, אך דבר זה לא יקרה עם המערכת שבפיתוח. "אם תרצה לדחוף עצם בעזרת רחפן עליך להוסיף מניפולטור ומבנה לצורך הדחיפה, דבר שמשפיע על הדינמיקה של המערכת כיוון שמוסיפים משהו חיצוני", אומר קרילו. "מערכת הנעה ללא להבים יכולה לדחוף בעזרת גופה."

בינתיים, הצוות עובד על יכולת התעופה של האבטיפוס. בעוד שהם כבר מוצאים אתגרים להתמודד איתם, הם מקווים שהדבר יקרה עד סוף השנה. הם נמצאים גם בתהליך של הגשת פטנט והקמת חברה. "אנחנו מנסים למקסם את הדחיפה כדי שהרחפן יוכל לטוס, כך שנוכל לבחון את התנהגותו במרחב האווירי".