“Sonsuza” Kadar Uçan Mikro Drone

Araştırmacılar, yalnızca 4 gram ağırlığında ve yüksek verimli güneş panelleri sayesinde teorik olarak sonsuza kadar havada kalabilen devrim niteliğinde bir mikro hava aracı (drone) geliştirdiler. Bu teknoloji, böcek boyutlarına kadar küçültülerek havacılık alanında çığır açıcı yenilikler sunabilir.

Geleneksel drone’lar iletişim, arama-kurtarma ve hava görüntüleme gibi çeşitli alanlarda kullanılsa da, sınırlı pil ömrü en büyük dezavantajlarından biri. Güneş enerjisiyle çalışan versiyonlarsa yeterli gücü üretmekte zorlanıyor.

Çin’deki Beihang Üniversitesi’nden Dr. Mingjing Qi liderliğindeki ekip, drone’ların küçülmesiyle güneş panellerinin de küçülerek enerji üretiminin düşmesi ve geleneksel elektrik motorlarının ısı kaybı nedeniyle verimliliğin azalması sorunlarını aşmış görünüyor.

Bu sorunu çözmek için güneş panellerinin ürettiği voltajı 6.000 ila 9.000 volt aralığına yükselten yenilikçi ve basit bir devre tasarlayan ekip, araçta elektromanyetik motorlar yerine elektrostatik bir itme sistemi kullandı.

Bu motor, elektrik yükleri kullanılarak, halkalar halinde düzenlenmiş bileşenlerin birbirini çekmesi ve itmesiyle çalışır; bu da tork oluşturur ve bir helikopter pervanesi gibi rotor kanadını döndürür. Hafif bileşenler, son derece ince alüminyum folyo ile kaplanmış karbon fiber yapraklarından yapılmıştır. Yüksek voltaj gereksinimleri aslında bir avantajdır çünkü akım azalır ve bu da ısı kayıplarını çok düşük seviyelere indirir.

Karbon fiber ve alüminyum folyo kullanılarak üretilen ultra hafif bileşenler, yüksek voltaj ihtiyacını avantaja çevirerek düşük akımla çalışıyor. Bu sayede motor neredeyse hiç ısı üretmiyor ve çok küçük bir güneş paneli ile uzun süreli uçuş sağlıyor.

Dr. Qi, “CoulombFly” adı verilen prototipin şu ana kadar doğal güneş ışığı ile çalışan ilk mikro hava aracı olduğunu belirtiyor. 4,21 gram ağırlığındaki cihaz, mekanik bir arıza nedeniyle durana kadar, 1 saat uçabildi.

Araştırmacılar, tasarım iyileştirmeleriyle zayıf noktaları gidererek gündüzleri güneş panellerinden, geceleri ise 4G ve Wi-Fi gibi çevre sinyallerinden enerji toplayarak gerçek anlamda sonsuz menzilli drone’lar geliştirebileceklerini umuyor.

Şu an için 1,59 gram yük taşıyabilen CoulombFly’ın, ileride küçük sensörler, bilgisayarlar veya kameralarla donatılabileceği düşünülüyor. Araştırma ekibi, gelecek versiyonlarda yük kapasitesini 4 grama kadar çıkarmayı ve sabit kanatlı versiyonlarla 30 grama kadar yük taşımayı hedefliyor. Hatta 1 cm’den daha küçük pervaneye sahip daha da minyatür CoulombFly modelleri üzerinde de çalışmalar devam ediyor.

Bu yenilikçi teknoloji, havacılık alanında devrim niteliğinde gelişmelere öncülük ederek çevre dostu, sürekli gözetleme, veri toplama ve iletişim sağlayan uzun menzilli drone’ların önünü açabilir.