Время нахождения дронов в воздухе напрямую определяется характеристиками их аккумуляторов — чем они массивнее, тем дольше полёт, но тем тяжелее сама конструкция.
Это ставит малые и лёгкие аппараты в заведомо невыгодное положение. Однако природа уже давно решила подобную задачу: насекомые и семена растений демонстрируют примеры эффективного полёта при минимальных затратах энергии. Именно такой природный механизм - крылатки клёна - стал источником вдохновения для команды из Сингапурского университета технологий и дизайна (SUTD).
Исследователи ещё десять лет назад поставили цель — создать мини-дрон, способный удерживаться в воздухе не менее 50 минут. Первые прототипы подтвердили техническую реализуемость задачи, но оказались слишком тяжёлыми. В итоге фокус сместился на радикальное облегчение конструкции при сохранении максимального времени полёта.
Изучив аэродинамику семян клёна, которые медленно кружатся, используя восходящие потоки, инженеры пришли к идее монокоптера — устройства с одним вращающимся крылом. В новой конструкции двигатель смещён так, чтобы крыло совершало спиральное вращение вокруг центра массы, создавая подъёмную силу даже без внешних воздушных потоков.
Итогом стала платформа массой всего 32 грамма с удельной мощностью 9,1 г/Вт — рекордный показатель для сверхлёгких дронов. Аппарат сумел продержаться в воздухе 26 минут, расходуя минимальный заряд батареи.
Проект создавался методом итерационной оптимизации с применением ИИ, что позволило ускорить отработку формы крыла и баланса массы. В будущем такие монокоптеры могут стать бюджетным и многоразовым решением для экологического и метеорологического мониторинга, а также для ситуаций, где использование тяжёлых БПЛА нецелесообразно.
Источник
Уникальность
