Inženjeri Univerziteta u Mančesteru napravili su i upravljali najvećim kvadrokopterskim dronom na svetu. Dron, napravljen od materijala sličnog kartonu koji se zove penasta ploča, meri 6,4 m (21 stopu) od ugla do ugla i teži 24,5 kg – 0,5 kg manje od ograničenja težine koje je postavila Uprava za civilno vazduhoplovstvo.
Inovativni dizajn drona, nazvan Giant Foamboard Kuadcopter (GFK), znači da je drugačiji od bilo kojeg drugog postojećeg. Četiri kraka su formirana od niza šupljih struktura kutija i mogu se lako ukloniti za transport. Ne postoji evidencija o namenski napravljenom kvadrokopteru bez posade (četiri rotora) bilo koje kategorije težine koji je veći od vozila iz Mančestera u vreme pisanja.
Projekat je započeo kao poduhvat vođen radoznalošću da inspiriše kreativnost učenika u dizajnu korišćenjem odgovarajućeg alternativnog jeftinog materijala za lagane vazduhoplovne strukture koji je ekološki prihvatljiviji od uobičajenih ugljeničnih vlakana.
Za razliku od ugljeničnih vlakana, pločasti materijali male gustine mogu se vrlo reciklirati, pa čak i kompostirati. Istraživači se nadaju da će ova demonstracija inspirisati sledeću generaciju dizajnera da razmišljaju o održivosti iz potpuno nove perspektive.
Dan Koning, inženjer istraživanja na Univerzitetu u Mančesteru, koji je predvodio dizajn i izgradnju vozila, rekao je: „Penasta ploča je zanimljiv materijal za rad, koristeći na pravi način, možemo kreirati složene vazduhoplovne strukture u kojima je svaka komponenta dizajnirana. da bude jak samo onoliko koliko treba da bude — ovde nema mesta za preterano inžinjering.
„Zahvaljujući ovoj disciplini dizajna i nakon opsežnog istraživanja u pozadini, možemo sa sigurnošću reći da smo napravili najveći kvadrokopter dron na svetu. Zasluge: Univerzitet u Mančesteru
Dok je ovaj dron razvijen isključivo kao dokaz koncepta, buduće iteracije ovog tipa vozila mogle bi biti dizajnirane da nose velike korisne terete na kratke udaljenosti ili da se koriste kao ‘matični brod’ dronova u eksperimentima pristajanja vazduh-vazduh.
Kvadkopter je napravljen od listova penaste ploče debljine 5 mm, koja ima jezgro od pene i papirnu kožu. Listovi su laserski isečeni na veličinu i ručno sastavljeni u 3D strukturu koristeći samo lepak za topljenje.
Džoš Biksler, Jutjuber i inovator u vazduhoplovstvu na daljinsko upravljanje, predsednik je Flite Test-a, kompanije koja proizvodi foamboard koji se koristi u GFK-u.
Komentarišući rad, Džoš je rekao: „Toliko puta su avioni sa naprednim karakteristikama napravljeni od skupih materijala i mi zaista verujemo da ne moraju da budu. Videti kako inženjeri pomeraju granice na tako pristupačan, ali ekstravagantan način, bilo je inspirativno i pokazalo se da su zaista razmišljali van okvira.“
GFK napajaju četiri elektromotora koji rade na bateriji od 50 volti. Takođe ima ugrađeni sistem kontrole leta i može da leti autonomno.
Prvi let je održan 5. jula 2023. u glavnom hangaru u Snovdonia Aerospace Centru tokom CASCADE Collaboration Vorkshop nedelje gde se timovi sa različitih univerziteta širom Ujedinjenog Kraljevstva okupljaju kako bi demonstrirali svoju najnoviju tehnologiju istraživanja i inovaciju.
Kieran Vood, predavač vazduhoplovnih sistema na Univerzitetu u Mančesteru, koji je pilotirao vozilom, rekao je: „Prvi trenuci leta su tačka stvaranja ili prekida za ove tipove višekopterskih dronova. Postoji mnogo stotina stvari da morate da ispravite. Ako je sve dobro projektovano i izgrađeno, očekujemo uspeh, ali svi problemi će postati veoma očigledni u brzom neplaniranom rastavljanju pri prvom poletanju.“
Projekat se zasniva na prethodnom uspehu jednako velikog aviona od pene sa fiksnim krilima 2022. Nakon toga, na Univerzitetu je stvoreno studentsko društvo koje se posebno fokusira na razvoj lakih, velikih bespilotnih letelica od pene (UAV).
Tokom prošle godine, tim studenata je pomogao u izgradnji i testiranju različitih kritičnih podkomponenti strukture.
Bill Crovther, profesor vazduhoplovnog inženjerstva na Univerzitetu u Mančesteru, rekao je: „Rad sa foamboard-om pruža jedinstvenu priliku za učenje studentima da eksperimentišu sa inovativnim strukturalnim dizajnom. Iako je materijal jak zbog svoje težine, zahteva značajnu inženjersku veštinu da bi se iskoristio njegov strukturni potencijal. Na kraju, sa ovim dizajnom držite 25 kg aviona sa samo nekoliko strateški postavljenih komada papira — to je umetnost mogućeg.“
Tim sada traži da dodatno optimizuje dizajn džinovskog kvadrokoptera od pene.
Dan Koning je dodao: „Lekcije koje smo naučili iz ovog vozila za pronalaženje putanja trebalo bi da nam pomognu da dodamo još nekoliko metara sledećem. Ali da biste bili 50% veći, morate da postanete 100% pametniji.“
