Leonardo da Vinci

Leonardo da Vinci bol taliansky renesančný architekt, maliar, sochár, hudobník a tiež vynálezca. Vďaka jeho umeleckej tvorbe je všeobecne známy ako autor obrazov Mona Lisa a Posledná večera. Svoj talent však rozvíjal aj v technologickej oblasti. Tak v 80. rokoch 14. storočia vznikol jeho návrh „helikoptéry“. V danej dobe však neexistoval potrebný materiál, ktorý by da Vinci mohol použiť na stavbu tohto stroja a teda svoj vynález nikdy neotestoval. K dispozícii mal totiž z „ľahkých“ materiálov v období renesancie maximálne drevo a kožu. Ľudstvo tak doteraz netušilo, či ním načrtnutá helikoptéra mohla vôbec vzlietnuť.

Da Vinci mal pravdu

Austin Prete, študent leteckého inžinierstva na univerzite University of Maryland, sa spolu s tímom zaoberal takmer dva roky zdokonaľovaním dizajnu da Vinciho vrtuľníka. Vďaka moderným ľahkým materiálom dokázali to, čo Leonardo da Vinci nemohol zvládnuť a dotiahli tak jeho nápad dokonca. K dispozícii už totiž mali materiály ako hliník a plasty spolu s elektromotormi, výkonnou batériou a počítačmi, ktoré im umožnili navrhnúť prototyp a tiež simulovať jeho aerodynamické vlastnosti.

Nákres Leonarda da Vinciho [Wikimedia Commons]

Austin použil da Vinciho náčrty na vytvorenie funkčného dronu. Skonštruoval tak bezpilotnú kvadrokoptéru veľkosti asi ako DJI Mavic Air 2, ktorý ale namiesto vrtúľ dostal „vzdušné skrutky“ inšpirované da Vinciho náčrtom. Vzdušná skrutka využíva koncepciu Archimedovej skrutky na to, aby zariadenie dokázalo vytvoriť vír vzduchu, ktorý ho následne ťahá smerom nahor.

Dron Crimson Spin

Ako sme už spomínali, dron, ktorý Austin Prete spolu s tímom vyrobil, má štyri vzdušné skrutky. Tie sú vyrobené z tenkého plastu s kovovou konštrukciou a ich pohyb zabezpečuje elektromotor ako pri klasickej kvadrokoptére. Tu prichádzame k prvej odlišnosti s da Vinciho návrhom, podľa ktorého mal byť pohon helikoptéry zabezpečený ľudskou silou. Da Vinci tiež navrhoval použiť len jednu vzdušnú skrutku, Austin ich však nakoniec použil viac.

Kvadrokoptéra vytvorená podľa návrhu Leonarda da Vinciho [Austin Prete/University of Maryland]

INZERCIA

Pohyb Austinovho dronu sa rovnako ako pri konvenčných dronoch, ovláda zmenou rýchlosti jednotlivých „vrtúľ“. Dron sa tak naklápa podľa toho, ktorý motor spomalíme alebo mu naopak otáčky zvýšime. O tieto jemné úkony sa samozrejme stará riadiaca doska, ktorá prijíma informácie z ovládača. Austin so svojím tímom však musel vyriešiť mnoho výziev. Jednou z nich bola zväčšená hmotnosť vzdušných skrutiek v porovnaní s vrtuľami klasických dronov, a tiež nestabilita vyplývajúca z ich veľkosti.

Austin Prete už so svojím dronom absolvoval niekoľko krátkych letov. Video zachytávajúce let jeho dronu prezentoval na konferencii Transformative Vertical Flight 2022 v San Jose v Kalifornii. Aj sám Austin bol prekvapený nad úspechom jeho prvého letu. Austin, ako aj ďalší členovia tímu, bol spočiatku skeptický. O to viac ale boli všetci nadšení, keď im po skúškach prototypov vytlačených na 3D tlačiarni a niekoľkých počítačových simuláciách vyšli sľubné výsledky.

Využitie da Vinciho dizajnu

Projekty dopravných prostriedkov, ktoré využívajú vertikálny vzlet a pristátie, sú v poslednej dobe veľmi populárne. Spoločnosti sa o ne zaujímajú najmä pre ich potenciálnu schopnosť doručovať balíky alebo prevážať ľudí. Pravdepodobne nebudeme lietať na vrtuľníku zostrojenom podľa 530-ročného návrhu, no aj napriek tomu dizajn vzdušnej skrutky prináša niekoľko výhod.

Výhody

Jeho hlavnou výhodou je, že pri pohybe dron vďaka dizajnu jeho vzdušnej skrutky nevyvoláva pod sebou tak silné prúdenie vetra ako normálny rotor helikoptéry. Pri vzlete alebo pristávaní tak dron nenarúša svoju štartovaciu alebo pristávaciu zónu. Taktiež by mala byť vzdušná skrutka tichšia. Austin Prete už na ďalšom vývoji pokračovať nebude, nakoľko z univerzity odchádza. Verí však, že by sa dal dizajn vylepšiť najmä optimalizáciou geometrie a neskôr využiť vo svojej zväčšenej podobe aj na prepravu ľudí.

Tomu by však musel predchádzať výskum v oblasti výkonu a spoľahlivosti jeho dizajnu. Dúfa tiež, že bude zo strany technologických spoločností záujem o financovanie, vďaka čomu by výskum na univerzite mohol naďalej pokračovať. Nateraz je ťažké predpovedať, aké by v budúcnosti mohlo byť využitie vzdušnej skrutky. Už dnes je však jasné, že drony majú potenciál pomáhať ľuďom pri práci od oblasti zdravotníctva až po poľnohospodárstvo.

Zdroje: The Drive, Interesting Engineering, Gizmodo, PC Gamer, CNET