Nie będzie mieć silnika, a mimo to będzie latać. I to bezgłośnie. Tak ma działać nowatorski dron, którego prototyp powstaje w Politechnice Lubelskiej. Jego sekretem jest... naelektryzowane powietrze.
Jeżeli nie dorobiliście się łysiny, możecie sprawdzić sami: potarcie suchych włosów wełnianym swetrem sprawi, że staną dęba. Takie są prawa fizyki: coś się naelektryzowało, gdzieś mamy minus, a gdzieś plus. Zapewne wiecie, że dwa minusy będą się odpychać.
A gdyby tymi minusami odpychać się od powietrza i dzięki temu latać?
Kiedyś odkryto, że zjonizowane atomy powietrza są w stanie się poruszać w polu elektrycznym - wyjaśnia Rafał Kliza z Politechniki Lubelskiej, który pracuje nad wykorzystaniem tego zjawiska do napędzania dronów.
To odpychanie ma się odbywać na krawędziach śmigła, które zauważalnie różni się od standardowych i ma nawet specjalną nazwę: śmigło toroidalne.
Przyjmuje kształt takiego obwarzanka - mówi Kliza. Ten kształt ma sprawić, że dron będzie latać bezgłośnie. Większość hałasu w tradycyjnym śmigle generuje właśnie drgająca końcówka. W śmigle toroidalnym nie mamy tego problemu, dlatego że ono się po prostu nie kończy, tylko przyjmuje kształt obwarzanka - wyjaśnia.
Właśnie takie śmigło ma być wprawiane w ruch bez użycia silnika. Ma do tego służyć drucik cienki jak włos. Gdy zostanie podłączony do wysokiego napięcia, stanie się elektrodą.
Układ działa w ten sposób, że dysponujemy elektrodami o bardzo cienkim przekroju ułamka milimetra, które, po podłączeniu do wysokiego napięcia, wytwarzają wokół tej elektrody bardzo silne pole elektryczne, które, jonizując atomy powietrza, wprawia je w ruch - opisuje Kliza.
To tak, jak z włosami: coś się elektryzuje, coś się od czegoś odpycha. W tym przypadku będzie to naelektryzowane powietrze. To wszystko dzieje się na takim poziomie, którego nie widać gołym okiem - podkreśla naukowiec.
Dzięki temu śmigło będzie się kręcić. Teraz trzeba jeszcze sprawić, aby kręciło się wystarczająco szybko.
Do tej pory udało się uzyskać około 200 obrotów na minutę, tak że nie jest to dużo - przyznaje Kliza. Czy to wystarczy, by dron zaczął latać? Na razie jeszcze nie. Tutaj potrzeba będzie przynajmniej około 2000 obrotów na minutę. Dlatego cały czas pracujemy nad zoptymalizowaniem tego układu, stosowaniem coraz wyższych napięć. Po to, aby to śmigło było w stanie generować ciąg niezbędny do napędu statku.
Ale wyzwań jest więcej.
Wysokie napięcia są nieprzewidywalne - stwierdza Kliza. I wyjaśnia, że podczas prac laboratoryjnych może dochodzić do niekontrolowanych wyładowań, które są niebezpieczne dla elektroniki pomiarowej. Nie oznacza to jednak, że dron może ciskać błyskawicami groźnymi dla ptaków. Żeby takiego ptaszka poraziło, musiałby się zderzyć z urządzeniem. Tak że myślę, że tutaj bezpośredniego niebezpieczeństwa dla żywych istot latających nie będzie.
Na razie to teoretyczne rozważania, bo - przypomnijmy - dotąd nie udało się sprawić, by śmigło obracało się z prędkością wystarczającą do lotu. Dlatego nie powstał jeszcze prototyp drona, który wzleciałby ponad uczelniane dachy. Na ten dzień możemy czekać nawet dwa lata. Tyle czasu dostała uczelnia wraz z pieniędzmi z grantu na opracowanie prototypu.
Po co tworzyć drona, który będzie latać bezgłośnie?
Skupiamy się na tym, aby w przyszłości drony były coraz cichsze - odpowiada młody naukowiec. I dodaje, że taki statek powietrzny może się przydać chociażby wojsku, bo pozwala do pewnego stopnia działać z zaskoczenia. Ale możliwe jest też cywilne przeznaczenie nowego napędu. Myśleliśmy nad zastosowaniem tego w dronach dostarczających przesyłki, żeby można było w cichy sposób dostarczać towary. Tych dronów będzie w powietrzu coraz więcej, a więc będzie coraz więcej szumu. Dlatego bardzo zależy nam, żeby wprowadzić takie ciche rozwiązanie, które w przyszłości pozwoli znacznie ograniczyć hałas pochodzący od bezzałogowych statków powietrznych - mówi.
Jakie ciężary i jakie przesyłki byłby zdolny transportować bezgłośny dron bez silnika? Konkretnych założeń na razie nie ma - odpowiada naukowiec. Czy takim ładunkiem może być skrzynka z amunicją, czy raczej pudełko z pizzą? Raczej pudełko z pizzą - przyznaje Kliza - Na razie startujemy od takich niskich mas.
A potem zadzwoni armia?
Mamy taką nadzieję - odpowiada naukowiec.
