Japanse drone verandert in lucht van vliegmodus

Researchers van de Singapore University of Technology & Design hebben een doorbraak bereikt op het gebied van de vliegcapaciteiten van drones. Ze hebben een drone ontwikkeld die in de lucht van vliegmodus kan veranderen: van verticaal naar horizontaal en andersom.

Nieuwe benadering

Kleine drones komen doorgaans in twee variaties: met vleugels, die meer geschikt zijn voor het vliegen van lange afstanden en het meedragen van zware ladingen en de drones met rotors, die behendiger zijn in het opstijgen maar minder energie-efficiënt zijn. Er zijn al verschillende drone-makers die hebben geprobeerd om deze vliegtechnieken in één ontwerp te combineren, maar niemand koos tot nu toe de benadering van de makers van de zogenoemde THOR drone.

THOR staat voor Transformable HOvering Rotorcraft. THOR bereikt een zeer hoge structurele efficiëntie door al zijn aerodynamische oppervlakten en componenten te gebruiken in zowel verticale als horizonele vluchtmodus. De drone kan zichzelf in de lucht transformeren van een vliegende vleugel in een soort draaiende bicopter, bijna als een soort draaiend ‘helikopterzaadje’. De vleugels transformeren al vliegende in vleugels.

Op het eerste gezicht heeft THOR veel weg van monocopters; deze maken gebruik van een enkel roterend blad en een motortje dat ervoor zorgt dat de monocopter naar boven gaat. THOR borduurt voort op dat idee door twee vliegmodi in te zetten: de zwevende modus en de cruisemodus. In de zwevende modus (die de onderzoekers H-MOD noemen), draait THOR op zijn plaats waarbij zijn draagvleugels 180 graden van elkaar roteren, zoals de rotors van een helikopter. In cruisemodus (C-MOD) staan de draagvleugels op één lijn dezelfde kant uit en verandert de drone in een vliegende vleugel. De makers hebben zich voor het ontwerp laten inspireren door Samara-fruit, ofwel gevleugeld nootje, die eenzelfde roterende beweging maakt om van een boom los te komen.

Acceptabele hoogte

“Tijdens de transitie tussen C-MOD en H-MOD merkten we dat door C-MOD in een klim te zetten, de drone in staat was om een acceptabele hoogte te houden terwijl de vleugels switchten naar de H-MOD configuratie. We verwachten dat, gezien de sterke motoren, het gevaarte tijdens de transitiestap als een bicopter opereert, waarna de roterende vleugels het overnemen als de primaire liftbron. In de transitie van H-MOD naar C-OD, was de initiatie van een opwaarts gerichte C-MOD wederom bruikbaar voor het behouden van een goede hoogte tijdens de transitie. Sterker nog, de motoren waren sterk genoeg om het voertuig onmiddelijk uit de H-MOD rotatie te halen en het in een translatievlucht te duwen.”

Als de drone in zweefmodus is, kan het zijn twee servomechanismen die in het midden zitten met ongeveer 90 graden draaien om zichzelf te reoriënteren voor de cruisemodus. En als het in cruisemodus is, kan het het omgekeerde doen en weer naar zweefmodus switchen.

Toepassingen

De ontwikkelaars van de THOR drone zien veel mogelijke toepassingen. “Alles dat zowel een lang bereik als een behendig zweven vereist. En vanwege zijn inherente potentie om op te schalen, kan het kleiner gemaakt worden dan andere hybride platformen. Dat zal een hoop mogelijkheden bieden aangezien huidige hybride UAV’s te groot of te omvangrijk zijn om te opereren. Je kunt denken aan toepassingen als agricultuur, surveillance en het bezorgen van pakketjes, allemaal belangrijke thema’s in de drone-ontwikkeling op dit moment.”

Desondanks wordt er nog wel gewerkt aan verbeteringen, zoals van de hard- en software. Ook zijn ze bezig met een beveiligingselement zodat de drone uiteindelijk daadwerkelijk gebruikt kan gaan worden. “Veiligheid is een belangrijk thema voor drones en als we kunnen bewijzen dat dit systeem veilig is om in drukbevolkte gebieden te gebruiken, dan denk ik dat de bal gaat rollen voor verdere ontwikkeling van dit platform.”

Mocht je je nog niet echt een voorstelling kunnen maken van hoe de drone werkt, dan schept onderstaande video wellicht wat meer duidelijkheid:

Door: Kelly Bakker

Bron: IEEE/Singapore University of Technology & Design