İHA'lar ne kadar havalı, çok yönlü veya sofistike olursa olsun, hepsi aynı sorundan muzdariptir: Sınırlı uçuş süresi. Tek bir şarjla yalnızca belirli bir miktarda iş yapabilirler; tekrar uçmak için pilin dolmasını beklemeniz veya yedek satın almanız gerekir. Saatlerce veya günlerce havada kalabilen askeri İHA'lardan değil, ticari İHA'lardan bahsediyorum.
Sonsuza kadar uçma potansiyeline sahip bu güneş enerjili dronlarda bir sorun var. En azından başlangıçta çok küçük olabilirler. Bu yüzden bir sonraki kamera dronunuzun, onu günlerce havada tutabilen güneş enerjili teknolojiye sahip olmasını beklemeyin.
Ne kadar küçükler? Çin'deki Beihang Üniversitesi'nden araştırmacılar sadece 4,21 gram ağırlığında bir drone ürettiler. Bu, CoulombFly'ı inanılmaz derecede hafif yapıyor, ancak tam olarak küçük değil. Bir sinek kuşu kadar büyük.
Bununla birlikte, gerçek hayattaki meteorolojik koşullarda hayatta kalıp kalamayacağını merak ediyorum. Bir rüzgar esintisine dayanamıyorsanız, güneşten ve kablosuz bir ağdan elektrik üretebilmek yeterli değildir. Ama kendimi kaptırıyorum. Sonuçta bu yalnızca bir araştırma projesi.
Sadece hava durumu dikkate alınmamalı. Bir bileşen arızasından sonra, prototip yalnızca yaklaşık bir saat çalıştı. Bu, teknik olarak sonsuza kadar uçabilen bir drone'u yere indirebilecek başka bir sorundur.
Ancak New Scientist , araştırmacıların teknolojilerinin, havada sonsuza kadar kalabilen böcek büyüklüğünde insansız hava araçları yaratmak için uyarlanabileceğine inandığını belirtiyor .
Bunlar tamamlandığında bu cihazlar haberleşme, arama-kurtarma operasyonları ve casusluk amacıyla kullanılabilir.
Bu arada araştırmacılar iki sorunu çözmeye koyuldu: Güneş panellerinin boyutu ve motorun verimliliği.
İnsansız hava aracının böcek büyüklüğündeki versiyonu.
Drone'un böcek boyutundaki versiyonu. Görsel kaynağı: Nature
Öncelikle, bir dronun boyutunu küçültmek, mevcut güneş panellerinin küçüleceği anlamına gelir. Bu nedenle, daha az enerji üretirler. Elektrik motoruna gelince, ısıya karşı enerjisinin bir kısmını kaybedebilir. Bu sorunlar dronun uçuş süresini etkiler.
Mingjing Qi ve ekibi her ikisini de düzelten bir drone geliştirdi. İlk olarak, bir devre güneş panellerinden gelen voltajı 6.000 ila 9.000 volt arasına ölçeklendiriyor. Ardından, elektrostatik bir tahrik sistemi minimum ısı kaybıyla yaklaşık 10 cm (4 inç) uzunluğundaki bir rotoru çalıştırıyor.
Motor, bir halka içinde düzenlenmiş bileşenlere sahiptir. Bu bileşenler, rotor kanadını döndüren gücü oluşturan alternatif elektrik yüklerine sahiptir. Bir güç kaynağı varsa halkalar döner ve drone'u havada tutar.
Bileşenler alüminyum folyoyla kaplı hafif karbon fiber parçalarından yapılmıştır. Yüksek voltaj talepleri ekstra bir fayda sağlar. Akım azaltılır, bu da ısı sorununu çözer.
Qi bir açıklamada, "Aynı güç çıkışı için çalışma akımı son derece düşük, bu da motor tarafından neredeyse hiç ısı üretilmemesiyle sonuçlanıyor. Motorun yüksek verimliliği ve düşük güç tüketimi, aracı çok küçük bir güneş paneliyle çalıştırmamızı sağlıyor," dedi. "İlk kez doğal güneş ışığını kullanarak uçabilen bir mikro hava aracı elde etmeyi başardık. Bundan önce, yalnızca çok büyük, ultra hafif uçaklar bunu başarabiliyordu."
Daha önce de söylediğim gibi, bu dahiyane tasarım mükemmel değil. 4,21 gramlık Coulomb Fly güneş enerjili drone, mekanik bir arıza onu düşürene kadar sadece bir saat dayandı. Ancak bu, araştırmacıların gelecekteki yinelemelerde çözebilecekleri bir sorun. Ayrıca, araştırmacılar bu tür drone'ların geceleri enerji için radyo sinyallerinden yararlanmasını planlıyor.
Sonra, mevcut tasarımda yapılamayan drone'u yönlendirme meselesi var. Ancak, bu konsept hala ilk günlerinde.
Araştırmacılar ayrıca 4,21 gramlık drone'un 1,59 gramlık bir yük taşıyabileceğini buldular. Bu, üzerine bir kamera veya başka bileşenler yerleştirmek için yeterli olabilir. Gelecekte, yük 4 grama ve ardından 30 grama çıkarılabilir. Böcek boyutundaki drone'a gelince, araştırmacılar ayrıca çapı sadece 1 cm (0,39 inç) olan bir rotora sahip bir drone yaratmayı düşünüyorlar.
Aşağıdaki Nature videosu Coulomb Fly drone'unu ve daha küçük modeli hareket halinde gösteriyor. Nature dergisinde tam metni bulunan çalışma, güneş enerjili drone hakkında daha fazla ayrıntı sağlıyor.
