El nou dron alemany que vola sense hèlixs: una revolució en l'aviació

Un equip d'investigadors de Alemanya ha desenvolupat un dron capaç de mantenir-se a l'aire durant uns 33 minuts sense necessitat d'hèlixs. El dispositiu, batejat com Floaty se sosté gràcies als corrents d'aire ascendents, en lloc de dependre de motors que facin girar pales.

El projecte és obra del Institut Max Planck per a Sistemes Intel·ligents i la Universitat de Stuttgart. Els resultats es van publicar a la revista científica npj Roboticsmentre que la versió preliminar del treball està disponible al repositori arXiv.

Un dron alemany que vola 33 minuts sense hèlixs

La clau és que Floaty aprofita l'aire que ascendeix de manera natural, en lloc de generar la seva pròpia sustentació amb motors. El robot pesa uns 340 grams i va aconseguir volar de forma contínua durant prop de 33 minuts en proves repetides de laboratori.

Per assolir aquesta autonomia, l'aparell en fa servir dues de petites bateries de polímer de liti. El seu baix consum permet que una càrrega tan limitada n'hi hagi prou per a mitja hora de vol, un marge difícil d'igualar per a un quadricòpter convencional de la mateixa mida.

El dron amb quatre aletes mòbils inspirades en el vol de les aus

En comptes de rotors, Floaty incorpora quatre aletes mòbils que s'orienten de manera independent i modifiquen el seu perfil aerodinàmic. Aquest ajustament continu, que els responsables anomenen control morfològic imita la manera com les aus planadores mouen ales i cua per sostenir-se en els corrents ascendents.

El sistema funciona amb corrents verticals de fins 10 metres per segon i recupera l'equilibri davant de ratxes laterals que arriben al 40% del corrent principal. Per assolir estabilitat sense motors, l'equip va rebaixar el centre de gravetat del robot per sota del pla de les aletes.

Com funciona el nou dron alemany sense hèlixs?

El control es recolza en un model aerodinàmic que els autors van obtenir de forma experimental, cosa que li permet ajustar la seva posició i la seva orientació amb precisió malgrat no comptar amb propulsió activa. Així, el robot sura, maniobra i corregeix les pertorbacions dins del flux d'aire.

Tot i no tenir rotors, l'aparell conserva una bona capacitat de maniobra. A les proves va girar sobre el seu eix a velocitats altes i va respondre amb rapidesa a les ordres de canvi de rumb, cosa que li permet orientar-se cap a on interessa dins de la columna d'aire.

Un consum energètic set vegades més petit que el d'un quadricòpter

El principal avantatge de Floaty és la seva eficiència. El robot consumeix al voltant de 10 watts per quilo mentre es manté suspès, davant dels 100 a 250 watts per quilo que necessita un quadricòpter típic per a la mateixa tasca.

En termes absoluts, la despesa mitjana ronda els 3,4 watts una xifra que en les comparacions de l'equip va resultar unes set vegades inferior a la d'un quadricòpter de 950 grams. Un microdron de referència com el Crazyflie arriba a gastar prop de 296 watts per quilo, gairebé trenta vegades més. Aquest estalvi és el que estira l?autonomia sense recórrer a bateries més grans.

Xemeneies industrials i globus meteorològics: els seus possibles usos, segons els investigadors

Els responsables del projecte veuen aplicacions en entorns on ja hi ha corrents d'aire ascendents. Una de les més clares és la inspecció de xemeneies industrials els gasos de sortida dels quals circulen a entre 10 i 20 metres per segon, un rang dins del qual Floaty pot operar.

El director del grup, Michael Mühlebach apunta també al guiat de globus meteorològics i al control de vehicles durant la reentrada atmosfèrica. Segons Ghadeer Elmkaiel, de l'Institut Max Planck, la feina demostra que un robot pot aprofitar el vent de forma intel·ligent com fan les aus, i estalviar molta energia sense perdre el control.