Naučnici iz kineskog Centra za aerodinamička istraživanja i razvoj (CARDC) otkrili su da ugradnja plazma generatora na dronove može da električno naelektriše čestice vazduha dovoljno da spreči odvajanje strujanja vazduha i poboljša aerodinamičke performanse.
Odbrambeni naučnici u Kini razvili su način za povećanje efikasnosti dronova na velikim visinama pomoću tehnologije ekscitacije plazme. Ova tehnologija manipuliše strujanjem vazduha koristeći električno naelektrisane čestice (plazmu), koje se generišu na krilima letelice, poboljšavajući aerodinamičke karakteristike i omogućavajući duže letove.
Dronovi za velike visine, poput američkog RQ-4 Global Hawk ili kineskog CH-9, mogu da lete iznad 10.000 metara i da ostanu u vazduhu i do 40 sati. Međutim, na tim visinama atmosfera postaje znatno ređa, što znači da ima daleko manje molekula vazduha koji stvaraju uzgon.
Ovaj pad gustine vazduha značajno smanjuje ukupne aerodinamičke performanse, naročito uzgon – silu koja se suprotstavlja gravitaciji i drži letelicu u vazduhu.
Manje strujanje vazduha preko krila znači da je dronu teže da ostane u letu, naročito pri sporijem letu ili nošenju teške opreme. Održavanje efikasnog uzgona u takvim uslovima predstavlja ozbiljan inženjerski izazov za dronove sa velikim doletom i dugim boravkom u vazduhu.
Plazma generator za produženu autonomiju
Iako sporiji let pomaže u očuvanju goriva i produženju trajanja misije, smanjena brzina negativno utiče na uzgon, naročito kada dođe do odvajanja strujanja vazduha sa površine krila. Istraživači su primetili da, kada brzina drona opadne sa 15 na 8 metara u sekundi (ispod 30 km/h), odnos uzgona i otpora pada za više od 60%.
Tim iz kineskog CARDC, koji se nalazi u provinciji Sičuan, testirao je plazma generator postavljen na krila drona u aerodinamičkom tunelu. Generator ispaljuje napon od 16.000 volti, jonizujući vazduh 8.000 puta u sekundi, stvarajući impulse plazme – naelektrisane čestice vazduha.
Ova plazma deluje na strujanje vazduha oko krila, sprečavajući njegovo odvajanje, što prema istraživačima povećava odnos uzgona i otpora i do 88%. Zahvaljujući tome, dronovi mogu da zadrže uzgon čak i pri veoma malim brzinama.
„Ova tehnologija ima veliki potencijal da produži autonomiju dronova sa velikim doletom i dugim boravkom u vazduhu“, izjavio je tim na čelu sa naučnikom Džang Ksinom iz Državne laboratorije za aerodinamiku.
Rad na zatvorenom sistemu kontrole
Iako obećavajuća, ova tehnologija ima i svoje mane. Naelektrisane čestice iz plazme stvaraju vrtloge koji mogu izazvati nestabilnost pri penjanju ili oštrim skretanjima.
Zbog toga, iako je plazma ekscitacija snažna, ona nosi rizike ukoliko se ne kontroliše precizno. Tim sada razvija novi zatvoreni sistem kontrole, koji bi u realnom vremenu prilagođavao intenzitet plazme ponašanju drona – slično autopilotu, ali za plazmu.
Ukoliko se reši ovaj izazov, plazma tehnologija mogla bi omogućiti znatno duže letove, smanjujući potrebu za punjenjem ili dopunom goriva. Ovo bi poboljšalo izviđačke, spasilačke i vojne operacije.
Slični plazma sistemi mogli bi se, u teoriji, primeniti i na druge vrste letelica ili svemirskih aparata, posebno u uslovima retke ili nepredvidive atmosfere. Kako raste globalni interes za „zelenu avijaciju“ i energetski efikasne letove, kontrola plazme mogla bi postati ključna tehnologija budućnosti.
„Dronovi sa dugim vremenom boravka u vazduhu su neophodni za vojne i civilne misije – izviđanje, nadzor, procenu katastrofa – i njihova potražnja stalno raste“, navodi tim iza inovativnog plazma generatora. Neki stručnjaci veruju da bi ova tehnologija mogla Kini obezbediti prednost u dizajnu budućih dronova i letelica, unapređujući ceo sektor vazduhoplovstva.
Nije to nego ugrađuju kineski cincilator🤷🏼