Egylapátos helikopter a természet inspirációjával

Amerikai kutatók a természethez, egészen pontosan a juharfa terméséhez fordultak inspirációért legújabb helikopter modelljük megépítése érdekében.

A helikopterek komplex szerkezete lekicsinyítve már koránt sem működik olyan hatékonyan, mint valós méretein, energiájuk nagy részét arra kénytelenek fordítani, hogy stabilak maradjanak a levegőben. A Maryland Egyetem kutatói Evan Ulrich vezetésével felismerték, hogy egy egyszerűbb légi jármű, amit úgy terveztek, hogy passzívan is stabil maradjon, kevesebb energiát használna és még az előállítási költségeket is csökkentené.

Mint kiderült a természet ebben is előttünk jár, a juharfa termése például egylapátos szerkezetével is lehetővé teszi a termés számára a viszonylag nagy távolság megtételét és a biztonságos földet érést. Ezeknek a magoknak, a lependékeknek az úgynevezett autorotációs folyamatnak köszönhetően nincs szükségük hajtóműre, hogy forogjanak a levegőben. A lependék viselkedésének elemzésével Ulrich és kollégái képesek voltak lemásolni a szerkezetet.

A lependék-kopter koránt sem úttörő az egylapátos helikopterek sorában, az első ilyen megoldás 1952-ben repült és azóta is több kísérlet volt már, azonban a lependék autorotációját még senki sem próbálta lemásolni, pedig több érdekes trükkre is lehetőséget nyújt, melyek közül a hajtómű nélküli biztonságos landolás, vagy a levegő függőleges oszlopainak használata a gyakorlatilag korlátlan idejű magasban maradáshoz kifejezetten hasznosnak tűnik. "Kikapcsolhatjuk a motort és autorotálhatunk, amihez egyáltalán nincs szükség energiára" - tette hozzá Ulrich.

A csapat hamar ráeszmélt, hogy egy egylapátos helikoptert nehezebb irányítani, mint hagyományos társaikat, folyamatos forgása ugyanis a hagyományos szenzorokkal lehetetlenné teszi a gép repülési irányhoz viszonyított orientációjának kiszámítását. A kutatók azonban felfedezték, hogy mind a természetes, mind a mesterséges lependék egy fix körön belül mozog, aminek sugarát a lapát dőlésszöge határozza meg. "A haladási kör megváltoztatásával képesek vagyunk bármilyen kívánt célponthoz eljuttatni a gépet" - magyarázta Ulrich.


Miután a kutatók közel száz prototípust építettek, készen állnak arra, hogy kereskedelmi alkalmazásokat keressenek mesterséges lependékeik számára. A játékként való eladás viszonylag jó üzletnek tűnne, a csapatnak azonban ennél jóval nagyobb tervei vannak. "Versenyre kelhetne a műholdakkal" - fejtegette Ulrich. "Egy nagyobb robot-lependék egy légáramlatban sokáig a magasban maradhatna"

A robotra szerelt kamerával három dimenzióban feltérképezhetnék a különböző területeket, háborús helyzetben pedig felderítési célokat szolgálhatna, taglalta Ulrich, bár ezzel nem mindenki ért egyet. Stephen Prior, a brit Middlesex Egyetem robot rendszer szakértője szerint a gép állandó forgása nagy kihívást jelent a stabil képek készítésére