NASA mokslininkų įkvėpti: sukurtas pirmasis paukščio skrydžiu paremtas bepilotis orlaivis (video) (0)

AGAI bepiločio orlaivio „Solarwing v2“ prototipas | VGTU nuotr.

Nuotoliniu būdu valdomų bepiločių orlaivių, dažniau vadinamų dronais, populiarumas neblėsta, o tik auga. Rinką papildo funkcionalesni, pranašesni ir patogesni šių įrenginių modeliai. Remiantis NASA mokslininkų teoriniais skaičiavimais, Vilniaus Gedimino technikos universiteto Antano Gustaičio aviacijos instituto (VGTU AGAI) Aeronautikos laboratorijoje sukurtas pirmasis ir vienintelis Lietuvoje, saulės energija varomas fiksuoto sparno bepiločio orlaivio „Solarwing2“ prototipas, paremtas paukščio skrydžiu.

Realiai išbandytas skraidančio sparno tipo bepilotis orlaivis pilnai pakrautas gali skristi 8 valandas, siekiama ištobulinti technologiją ir ilginti skrydžio laiką, kad orlaivis skristų visą parą. Jaunųjų mokslininkų sukurtas bepilotis pastebėtas ir NASA mokslininko Albiono H. Boverso (Albion H. Bowers), su kuriuo Amerikoje susitiko vienas iš skraidančio sparno kūrėjų Povilas Karalkevičius.

Kuriant sparnus, kūrėjus labiausiai traukė tai, jog nedaug apie juos žinojo, žavėjo konstrukcijos išskirtinumas ir paprastumas. Tolimesnis domėjimasis skraidančiais sparnais tik įrodė, kad ganėtinai paprastai atrodantis skraidantis sparnas yra sudėtinga aerodinaminė schema ir, turint tik dvi horizontalias, orlaivį valdančias aerodinamines plokštumas, galima išgauti stabilią skraidančią platformą.

„Konstruodami naujausią, saule varomo bepiločio orlaivio prototipą, išsikėlėme tikslus, kuriems įgyvendinti neturėjome realių sprendimo būdų. Pradėjome ieškoti informacijos, pasitelkėme minėto NASA mokslininko Albiono H. Boverso darbus, kuriuose buvo pateikti skaičiavimai, pateikti pavyzdžiai, kaip taisyklingai ir stabiliai skrenda paukščiai neturėdami vertikalių aerodinaminių plokštumų“, – pasakoja P. Karalkevičius.

Remiantis teoriniais skaičiavimais ir 22 proc. prailginus sparną, lyginant jį su elipsinį keliamosios jėgos pasiskirstymą turinčiu sparnu, indukcinis pasipriešinimas sumažėja 11 proc. „Be to, atsiranda reiškinys, kai posūkio metu pakreipus eleronus, pasiekiamas teisingas lėktuvo posvyris ir teisingas pokrypis – tai lemia varpo formos keliamosios jėgos pasiskirstymas sparne. Dėl to matome paukščius, neturinčius vertikalių aerodinaminių plokštumų, bet vis tiek sugebančius ilgai ir taisyklingai sklandyti“, – teigia Povilas.

Šis skraidantis sparnas nuo anksčiau VGTU AGAI mokslininkų sukonstruotų bepiločių orlaivių skiriasi dėl neįprasto varpo formos keliamosios jėgos pasiskirstymo sparne. Povilas pabrėžia, kad skraidančio sparno tipo orlaivis neturi vertikalių plokštumų, bet vis tiek išlaiko taisyklingą skridimo trajektoriją tiek tiesiaeigiame skrydyje, tiek atlikdamas viražą. Tokio tipo orlaiviai – alternatyvi platforma klasikinio lėktuvo tipo orlaiviams, bet turi kitokią konstrukciją, todėl atsiranda kitos teigiamos ar neigiamos konstrukcijos savybės.

AGAI bepiločio orlaivio „Solarwing v2“ prototipas | VGTU nuotr.

„Klasikinio tipo lėktuve keliamąją jėgą generuoja sparnas, o likusi lėktuvo konstrukcija, skirta gabenti kroviniui, kelia pasipriešinimą ar žemyn nukreiptą keliamąją jėgą. Tuo tarpu skraidančio sparno tipo orlaiviuose keliamąją jėga generuoja didžioji dalis ar visas sparnas, o, atitinkamai paskirsčius keliamąją jėgą, galima išgauti ir lengvesnę sparno konstrukciją. Jei gabename krovinį, kurį galima komponuoti sparno viduje, tai padeda dar labiau sumažinti aerodinaminius nuostolius“, – teigia Povilas tvirtindamas, kad aviacijos srityje turi būti nuolat ieškoma kompromisų.

Tokie orlaiviai gali būti pritaikomi daugelyje sričių: įvairių objektų stebėjimui, gelbėjimo operacijoms, ortofotografinių žemėlapių sudarymui, atliekant įvairius mokslinius eksperimentus. Kadangi skraidančio sparno tipo bepiločio orlaivio konstrukcija yra paprastesnė, tai palengvina ir gamybos procesą, ir vėlesnį konstrukcijos eksploatavimą.

Skraidantis sparno tipo bepilotis orlaivis turi įdiegtą autopiloto sistemą, įrenginys gali būti valdomas ir autonomiškai ir rankiniu būdu. Atsižvelgiant į oro sąlygas, oro transporto užimtumą, matomas kliūtis, galima keisti skrydžio maršrutą, valdyti greitį ir daugybę kitų orlaivio parametrų. Gamybos proceso metu mokslininkai įvertino ir tai, kiek energijos reikia gauti tokio tipo orlaiviui iš saulės jėgainės, esančios ant sparno, kad šis galėtų skristi ir dieną, ir naktį – tokio tipo orlaivį planuojama sukurti artimiausiu metu.

Bepiločio orlaivio bandymai: