A feltaláló és a fizikus, Thomas Senkel internetes szenzációt hozott létre a leánykorának 2011. októberi videójával-és csak-egy pókbizonyítás-koncepció bizonyítéka, a 16-rotoros helikopter, amelyet Multicopter 1-nek nevez. akkumulátor teljesítménye.
Az új kialakítás 1,8 méteres, 0,5 kilogramm szénszálas pengéket igényel, mindegyik motorral párosítva. Két koncentrikus körben egy csomópont körül vannak elrendezve egy vagy kétszemélyes pilótafülkébe.
Miután áprilisban elnyerte a Volocopter koncepcióját, a Lindbergh-díjat az innovációért, Yolanka Wulff, a Charles A. és az Anne Morrow Lindbergh Alapítvány ügyvezető igazgatója elismerte, hogy a multi-fenekű aprító gondolatát először „divatosnak” tűnik. Az új megjelenésen túllépve, azt mondja, hogy az E-Volo koncepciója kiemelkedik a biztonság, az energiahatékonyság és az egyszerűség szempontjából, amelyek a díj alapjai voltak.
Mindhárom attribútum nagyrészt köszönhetően Evolo klasszikus helikopter elemeinek eltávolításának köszönhetően. Először, az energiaszorító, nagy tömegű fő forgórész, sebességváltó, farok gém és farokrotor eltűnik. A hatalmas pengék egy normál aprító kabinja fölött felvonót hoznak létre, de tömegük magas fokú stresszt és kopást okoz a kézművesnél. És a kis farokrotor, amely függőlegesen ült a kabin mögött, megakadályozza, hogy a helikopter teste az ellenkező irányba forogjon, mint a főpengék, de a helikopter energiájának kb. 30 % -át is eszik.
A Volocopter többszörös rotorlapjai külön -külön nem hozzák létre azt a nyomatékot, amelyet egyetlen nagy rotor termel, és redundanciát kínálnak a biztonság érdekében. Hipotetikusan a Volocopter néhány, mint 12 működő rotorral repülhet, mindaddig, amíg ezeket a rotorokat nem mind az egyik oldalon csoportosították-mondja Senkel, a repülőgép társ-feltaláló és az E-Volo vezető építőmérnöke.
Az ikonikus két prop-konfiguráció nélkül a kézműves könnyebb lenne, így az üzemanyag-hatékonyabbá válik, és csökkenti annak a fizikai összetettségét, hogy az energiát egyetlen motorból a felső és a hátsó pengékhez szállítják. A Volocopternek sem lenne szüksége energia-éhes sebességváltóra. Valójában: „A gázmotor és a pengék között nincs mechanikus kapcsolat” – mondja Senkel. Ez azt jelenti, hogy kevesebb energiavesztési pontot és több redundanciát jelent a biztonság érdekében.
Az E-Volo kialakítása kiküszöböli a pengékhez viszonyított egyetlen erőforrástól való függést. Soros-hibrid járműként a Volocopternek gázüzemű motorja lenne, ebben az esetben egy olyan motor, amely képes 50-75 kilowattot generálni, amely jellemző az ultra könnyű repülőgépekre. A rotorok mechanikus hajtása helyett a motor energiát generál az elektromos motorok számára, valamint a fedélzeti lítium akkumulátorok töltését. Ha meghibásodik, az akkumulátorok várhatóan elegendő tartalék energiát biztosítanak, hogy a kézműves ellenőrzött leszállást végezzen.
Míg a helikopterek navigálnak a fő- és farokrotor pengék hangmagasságának megváltoztatásával, a Volocopter manőverezőképessége az egyes rotorok sebességének megváltoztatásától függ. Bár bonyolultabb, elvileg pontosabban irányít egy kézműves irányítását három -hat redundáns mikrovezérlővel (ha egy vagy több kudarc esetén) a pilóta útmutatásainak értelmezése egy játékkonzol – mint például a joystick – a kormánylapát, a vezérlőpálcát és a fojtószelepet használva.
Wulff első benyomása a Volocopter tervezéséről nem ritka. Az E-Volo számítógépes animált promóciós videói egy csillogó fehér, szénszálas és üvegszálas kézművesről a pengék nadrágja alatt emlékeztetnek a 19. század végén lévő sokszárnyú leendő repülőgépekre. Ezt a pontot nem veszítik el Senkel.
„Megértem ezeket a szkeptikus véleményeket” – mondja. „A tervezési koncepció úgy néz ki, mint egy turmixgép. De valóban biztonságos repülő gépet készítünk.”
Ez önmagában a haladás lenne. A Multicopter 1 úgy nézett ki, mint valami, a MacGyver kifejezetten Iffy epizódja, amely egy ezüst jógagolyóba került. A Senkel az összes rotor közepette ült, csak a lítium akkumulátorokkal. A Multicopter 1 átlagosan 20 kilowattot generált a lebegésre, és csak néhány percig volt.
Van egy oka annak, hogy a kísérleti kézműves röviden és csak egyszer repült el. Senkel ezt az első kézművességet úgy írja le, hogy „ragasztott és csavarozott”. Ugyanazon a platformon ülve, mint a forgó pengék, azt mondja: „Tisztában voltam azzal, hogy talán halott leszek. Ezenkívül megmutattuk, hogy a koncepció működik. Mit nyerünk, ha kétszer repülünk?” – kérdezi retorikusan.
A pilóta biztonságosan a pengék alá történő elhelyezésén kívül a felülvizsgált Volocopter kialakítása nagyrészt megegyezik a kezdeti prototípussal. A tervezés három -hat redundáns gyorsulásmérőt és giroszkópot igényel a Volocopter helyzetének és orientációjának mérésére, létrehozva egy visszacsatolási hurkot, amely a kézműves stabilitást biztosítja és megkönnyíti a repülést – mondja Senkel.
A Volocopter építés alatt álló felülvizsgált prototípusa csak jövő tavasszal debütálhat. Az első gyártási modellek, amelyek talán három év alatt kaphatók, várhatóan legalább egy órán át repülnek, és a 100 kilométer / órát meghaladó sebességgel, és legalább körülbelül 2000 méter magasságban, még mindig jóval félénk a standard helikopter normál működési magasságától kb. 3000 méter. „Ez megváltoztathatja az életünket, de 10 évig nem várok ilyesmit” – tette hozzá Senkel.
Tekintettel arra, hogy a Volocopter felépítéséhez szükséges technológia nagy része már elérhető, „ezt az ötletet meglehetősen könnyű megvalósítani”-mondja Carl Kühn, az E-Volo partner Smoto GmbH ügyvezető igazgatója, egy olyan cég, amely integrálja az elektromos meghajtó rendszereket és a kapcsolódó alkatrészeket.
Senkelhoz hasonlóan Kühnnek is szerény rövid távú elvárásai vannak, annak ellenére, hogy ismételten hangsúlyozta az érintett technológia szokásos jellegét. „Azt hiszem, hogy az E-Volo-nak (prototípus) három év alatt lesz (prototípus), amely képes elvégezni a munkát-hogy egy vagy két személyt egyik pontról a másikra emel”-mondja.
Úgy tűnik, hogy a legnagyobb azonnali korlátozás szabályozási. Például az európai repülési szabályozók úgy vélik, hogy a 60 voltnál nagyobb elektromos rendszerek nagyfeszültségűek, és az ilyen rendszereket agresszívebben szabályozzák – mondja Kühn. Ennek eredményeként a Volocopter a küszöb alatt fog működni. A kézművesnek szintén legfeljebb 450 kilogrammot kell súlyoznia ahhoz, hogy az ultrahight kategóriában maradjon, ami szintén kevesebb kormányzati repülési szabályozás vonatkozik, Senkel szerint.
A Lindbergh Alapítvány Wulff szerint a szervezet bírái úgy érezték, hogy az E-Volo „több mint 50 százalékos esélye van a sikerre, vagy nem adták volna nekik az innovációs díjat”. Arra a kérdésre, hogy sorba lép -e, hogy egyszer repüljön, azt mondja: „Biztos vagyok benne. Nagyon vonzó számomra.”
Kövesse a Scientific American -t a Twitteren @Sciam és @SciamBlogs. Látogasson el a scientificamerican.com webhelyre a tudományos, egészségügyi és technológiai hírek legújabb oldalán.
© 2012 ScientificAmerican.com. Minden jog fenntartva.
