طراحی “هلیکوپتر” لئوناردو داوینچی می تواند هواپیماهای بدون سرنشین را ساکت تر کند

ماشینی پرنده که توسط لئوناردو داوینچی طراحی شده، ممکن است کاربردی‌تر و بسیار کم‌صدا‌تر از درک‌های فعلی از هواپیماهای بدون سرنشین باشد.

مگس به همراه تیمش در دانشگاه جان هاپکینز، مریلند، دریافتند که «پیچ هوایی» داوینچی که در سال 1480 به عنوان مهندس نظامی ارائه شده اما هرگز ساخته یا آزمایش نشده، ممکن است انرژی کمتری برای ایجاد همان میزان نیروی بلندکننده نسبت به روتورهای پهپاد معمولی نیاز داشته باشد.

این دستگاه که شبیه به پیچ آرشمیدس است، نوعی پمپ مارپیچی است که هنگام حرکت، آب را جابجا می‌کند. داوینچی قصد داشت (پیچ هوا) را با نیروی انسانی به حرکت درآورد، ولی وزن زیاد باعث دشواری پرواز آن می‌شد. اما با استفاده از موتورهای الکتریکی سبک برای چرخش روتور، امکان پرواز وجود داشت.

میتال و تیمش شبیه‌سازی پیچ را انجام دادند و آن را در یک دمنده مجازی برای بررسی عملکرد در حالت معلق آزمودند، سرعت چرخش‌های مختلف را تست کردند و آن را با روتور معمولی پهپاد با دو تیغه مقایسه کردند.

نتایج نشان داد که پیچ هوا می‌تواند با چرخش کندتر، همان نیروی بلندکننده را ایجاد کند، که به معنا مصرف انرژی کمتر است.

با آنالیز فشار و جریان باد پیرامون پیچ مجازی، میتال و تیمش توانستند ظرفیت تولید نیرو را اندازه‌گیری کنند و مشاهده کردند که این میزان کمتر از طراحی روتورهای معمولی با همان قدرت بلندکنندگی است.

میتال اظهار داشت: «ما غافلگیر شدیم. فکر می‌کردیم به دلیل شکل مارپیچی پیچ، عملکرد آیرودینامیکی ضعیفی داشته باشد و نتواند عملکرد بهتری نسبت به تیغه‌های معمولی ارائه دهد.»

او افزود که اکنون تیم او می‌خواهد ببینند چگونه می‌توان طرح داوینچی را بهبود بخشید تا ضمن حفظ ویژگی کاهش صدا، کارآمدتر شود.

با توجه به استفاده روزافزون پهپادها در شهرها برای خدماتی مانند ارسال بسته یا عملیات اضطراری، صدای تولیدی آن‌ها مشکلی جدی شده است و پژوهشگران به دنبال طراحی روتورهایی هستند که با ایجاد صدای کمتر، نیروی بلندکننده مشابه تولید کنند.

«نویسندگان به خوبی توضیح داده‌اند که اگر پیچ داوینچی با چرخش کندتر بتواند همان فشار روتور را ایجاد کند، طبیعتاً صدای کمتری تولید خواهد شد.» شریل گریس از دانشگاه بوستون گفت. «ضروری نیست که طرح داوینچی دقیقاً به هدف برسد، اما این ایده خوبی است که داوینچی چنین طراحی داشته است.»

با این حال، برای اثبات کاربرد طراحی داوینچی در شرایط واقعی، باید آزمایش‌هایی صورت گیرد که عملکرد آن در پرواز واقعی و نه فقط معلق بودن را بررسی کند و همچنین تاثیر وزن اضافی روتور بر کارایی آن سنجیده شود.

علم رنسانس: ایتالیا

محتوا پنهان

1 علم رنسانس: ایتالیا

2 سایر نوشته‌های پیشنهادی

با روحیه بزرگ و اکتشافات علمی رنسانس، که به تقویت نقش ایتالیا در عرصه تحقیقات علمی کمک کرد، آشنا شوید.