Da Vinčijev dizajn „helikoptera“ mogao bi učiniti dronove tišim, bržim, pa čak i jeftinijim

Srednjovekovni crtež, s kraja 15. veka, koji je stvorila ruka samog da Vinčija, dugo se smatrao lepom ali potpuno nepraktičnom fantazijom.

Ali nedavno se ispostavilo da je Leonardo izumeo tehnologiju budućnosti.

Najnovija istraživanja su pokazala da neobičan „propeler“ italijanskog genija može da generiše isti pogon kao i elise modernih dronova, ali istovremeno da koristi manje energije i proizvodi znatno manje buke.

Piše: Dmitry Alekseev

Stručnjaci kažu da bi izum, star 500 godina mogao da reši jedan od najvećih problema sa kojima se suočavaju moderni gradovi: smanjenje dosadne i iritirajuće buke dronova, čiji broj raste skokovima i granicama.

Kako se „zavrnuti“ u vazduh?

Ali vratimo se u vreme 1480-ih. Leonardo da Vinči služi kao vojni inženjer za vojvodu od Milana, Ludovika Sforcu. Među bezbrojnim idejama, Leonardo smišlja projekat za „vazdušni provutak“.

Ne liči na lopatice na koje smo navikli, već podseća na džinovsku spiralu ili bukvalno vadičep.

Mnogi stručnjaci kažu da je Da Vinčija za ovaj projekat inspirisao Arhimedov provutak (drevni uređaj za podizanje vode). Princip Leonardovog izuma je prilično jednostavan: rotiranjem, ova spirala bi se „zavrnula“ u vazduh, stvarajući uzgon za letelicu.

Međutim, ključna okolnost je osudila ovaj projekat, na potpuni neuspeh. Da Vinči nije imao motor. Stoga je genije pretpostavio da će se vijak rotirati snagom mišića nekoliko ljudi.

Fizika je bila nemilosrdna: težina ljudi i neophodni mehanizmi činili su podizanje sa zemlje nemogućim. Projekat je ostao na papiru – briljantan ali neostvariv u 15. veku dokaz leta misli najvećeg pronalazača svih vremena i ljudi. Era lakih i moćnih elektromotora bila je još pola milenijuma daleko.

Dvostruko iznenađenje od italijanskog genija

Vratimo se u 2025. godinu. Radžat Mital, profesor na Univerzitetu Džons Hopkins (Merilend, SAD) i njegov tim odlučili su da testiraju Leonardovu ideju ne rečima, već preciznim digitalnim modelima.

Napravili su 3D model da Vinčijevog propelera i postavili ga u virtuelni aerotunel.

Cilj: simulirati lebdenje, primarni način rada drona. Model je testiran, pri različitim brzinama rotacije i upoređen sa konvencionalnim rotorom sa dve lopatice modernog drona.

Rezultati su šokirali eksperimentatore do srži

1. Leonardov propeler se pokazao znatno energetski efikasnijim od trenutnih modela. Proizvodio je isti pogon kao moderni rotor ali se rotirao sporije.

Spora rotacija = manja potrošnja energije. Drevni dizajn se pokazao profitabilnijim!

2. A da Vinčijev propeler je bio primetno tiši. Modelirajući protoke vazduha i pritisak oko virtuelnog propelera, tim je izračunao nivo buke.

Presuda: sa istim pogonom, da Vinčijev propeler je proizvodio manje buke od standardnog dizajna drona.

Reći da smo bili iznenađeni znači ništa. Iskreno, očekivali smo neuspeh.

Mislili smo da će, pošto je oblik ovog spiralnog propelera u nekom smislu potpuno proizvoljan, aerodinamičke karakteristike biti jednostavno užasne.

I nećemo moći da postignemo nikakva poboljšanja u poređenju sa konvencionalnim lopaticama — priznaje profesor Mital.

Ali brojke iz virtuelnih testova govorile su drugačije. Bizarna spirala je imala skriveni potencijal.

Dizajn je star, materijali su moderni

Zašto ovo otkriće sada uzbuđuje naučnu zajednicu?

Jednostavno je, jer su dronovi od igračaka postali radni alati za gradove: dostava hrane, lekova, paketa; praćenje nesreća i saobraćaja; aerofotografija.

Ali njihovo karakteristično, visokofrekventno zujanje postalo je ozbiljan, problem. Zamislite desetine dronova koji stalno zuje iznad ulica. Njihova buka može učiniti život u metropoli nepodnošljivim. Pronalaženje tehnologija koje stvaraju isti potisak sa manje buke postalo je kritično.

“Očigledno je da će buka biti niža sa manjom rotacijom. Ali u ovom slučaju, zadovoljavajuće je što je potisak očuvan uz smanjenje brzine propelera.

Naravno, nije uopšte potrebno koristiti da Vinčijev dizajn ali je veoma zadovoljavajuće što dobro funkcioniše” — Šeril Grejs, stručnjak za akustiku na Univerzitetu u Bostonu (Masačusets).

Mitalov tim je željan, da ide dalje: „Da otkrije da li mogu da poboljšaju da Vinčijev dizajn, čineći ga efikasnijim uz očuvanje njegovih svojstava apsorpcije buke.“

Možda će savremeni kompozitni materijali i algoritmi za optimizaciju spiralnog oblika otkriti još veći potencijal za drevnu ideju.

Leonardo da Vinčijev zavrtanj je prošao kroz vrtoglavu evoluciju. Od skice iz 15. veka, prenet je u digitalnu stvarnost superračunara. Istovremeno, virtuelni testovi su otkrili neverovatnu tajnu izuma italijanskog genija.

Možda će ovaj „propeler“, postati osnova za stvaranje tiših i moguće, energetski, efikasnijih dronova.

Međutim, put od piksela na ekranu do stvarnog leta iznad grada je trnovit.

Još uvek, nije jasno kako će se Leonardova spirala ponašati u stvarnom letu: pri kretanju napred, u okretima, u turbulentnom gradskom vazduhu?

Takođe nije jasno da li će dodatna težina same strukture propelera (u poređenju sa laganim lopaticama) nadmašiti njene prednosti u potrošnji energije?

Hoće li se moderni ultralaki materijali nositi sa tim?

Da li se dizajn može skalirati za dronove različitih veličina i nosivosti?

Laboratorijske klupe i poligoni čekaju svoj trenutak, da daju definitivan odgovor. Trka za tihim nebom je tek počela.

Borba.Info