רחפן מתקפל קומפקטי מדגים פריסה מהירה ויציבות מיידית

This post is also available in: English (אנגלית)

צוות מחקר של סטודנטים מאוניברסיטת טקסס A&M פיתח כלי טיס זעיר בלתי מאויש (Micro Air Vehicle – MAV) קומפקטי, שניתן לשגר באמצעות זריקה לאוויר עם יד אחת, המסוגל להתייצב באוויר תוך שניות ספורות. הרחפן שוקל רק 112 גרם – קל ממשקל של סמארטפון ממוצע – וניתן לקיפול לגודל קומפקטי שנכנס לכיס, ונפתח אוטומטית עם שיגורו.

ברגע שהוא באוויר, הרחפן פורש את זרועותיו ונועל אותן במקומן. גם כאשר הוא משוגר עם מהירות סיבובית גבוהה – של עד 2,500 מעלות לשנייה – הוא מצליח לתקן את כיוונו ולהתייצב ברחיפה יציבה. לפי Interesting Engineering, הדבר מתאפשר הודות למערכת בקרה מובנית, שמשתמשת בנתוני חיישנים בזמן אמת כדי לכוון את פעולת המדחפים ולשמור על איזון.

יכולת ההתייצבות העצמית של ה-MAV נשענת על Feedback Controller שתוכנן להתמודד עם שיגורים מהירים ובלתי צפויים. במהלך הניסויים, הרחפן הושלך בעוצמות ובזוויות שונות. בכל המקרים, המערכת זיהתה מיידית את תנוחתו, והתאימה את פעולת המנועים כדי להשיב לו יציבות – ללא צורך בהתערבות ידנית.

ההנדסה שמאחורי הרחפן מתמקדת הן בחוזק מבני והן בניידות. זרועות המדחפים המתקפלות מקטינות את נפחו של הרחפן בעת אחסון או נשיאה, אך עם פריסתן מספקות עילוי יציב ומאוזן. העיצוב נתמך בדגמים מתקדמים של דינמיקת טיסה, כולל סימולציית שש דרגות חופש (6DOF) המתחשבת בעילוי, גרר, ומומנט בחלל תלת־ממדי. תוצאות הסימולציה הושוו לנתוני טיסה בפועל באמצעות מערכות לכידת תנועה, מה שאפשר לצוות לחדד את תגובתיות ההתנהגות האווירית של הרחפן.

היישומים המעשיים למערכת כזו מגוונים. בתרחישי חירום, אנשי סיוע יכולים לשאת מספר רחפנים קומפקטיים ולשגר אותם במהירות לסריקת אזורי אסון. גם בתחום הצבאי קיימת אפשרות לשימוש ברחפנים כאלה למשימות סיור קלות, במצבים שבהם כלי טיס בלתי מאוישים מסורתיים אינם פרקטיים.

על ידי שילוב בין עיצוב קומפקטי לביצועים אמינים באוויר, מציע ה-MAV הזה פתרון מבטיח למצבים שבהם מהירות, ניידות וקלות תפעול הם קריטיים.