Чем тяжелее дрон, тем дольше он может держаться в воздухе. Против лёгких и сверхлёгких дронов играет физика, с которой не могут совладать аккумуляторы маленькой ёмкости. Но у природы есть ответы на любые вопросы, включая решение задачи продлить время полёта сверхлёгких летательных аппаратов, для чего достаточно изучить семечко клёна.
Семя клёна — крылатка — может долго парить в воздухе. Элемент семени в виде крыла при вращении вокруг центра тяжести создаёт подъёмную силу, позволяя ветру далеко разносить посадочный материал. Учёные неоднократно обращали внимание на крылатки и в новом исследовании свою порцию интереса к строению крылатки обозначили исследователи из Городского университета Гонконга (City University of Hong Kong).
Предложенная китайскими учёными конструкция лёгкого дрона весом всего 35 граммов выглядит как спаренная крылатка с большими крыльями из полиамидной плёнки на углепластиковых рейках. Оригинальным стало решение расположить небольшие электродвигатели вблизи концов крыльев параллельно земле. Миниатюрные двигатели раскручивают двухлопастную конструкцию, и за счёт подъёмной силы дрон может парить в воздухе и даже совершать управляемые манёвры.
С аккумулятором ёмкостью 250 мА·ч 35-граммовый дрон держался в воздухе 14,9 минуты. С аккумулятором 650 мА·ч 42,8-граммовый дрон парил уже 24,5 минуты. По словам учёных, которые опубликовали работу в журнале Science Robotics, это в два раза дольше, чем в случае классических мультикоптеров.
Что важно, необычный дрон мог не только зависать на месте, но также двигаться по сложной и управляемой траектории. Движение по курсу осуществлялось за счёт точной регулировки тяги двигателей в нужные моменты вращения. Кстати, обычный лазерный дальномер на таком дроне автоматически превращается в лидар. Подобные дроны могут нести датчики чистоты воздуха, камеры и другие приборы и при этом им, скорее всего, будут разрешены полёты в черте города — они слишком маленькие и лёгкие, чтобы нанести ущерб гражданам и имуществу в случае неконтролируемых падений на землю.
Учёные надеются, что они смогут создать простую схему управления подобными летательными аппаратами и через 3–5 лет необычные сверхлёгкие дроны могут попасть в свободную продажу.
