Hitech logo

Кейсы

Разработанные в MIT винты новой формы делают любой дрон почти бесшумным

TODO:
Екатерина Смирнова1 февраля 2023 г., 17:14

Одна из ключевых проблем мультикоптеров — их раздражающий шум. Инженеры Массачусетского технологического института разработали новый тип винтов для беспилотников, которые работают намного тише за счет своей инновационной формы. В результате звуковое воздействие удалось снизить с 50 до примерно 35 децибел, превратив издаваемый коптером звук из жужжания в громкий шелест. Малошумные беспилотники можно будет использовать для любых задач внутри городов, где они работают рядом с людьми. Еще один их плюс — меньшая вероятность получить серьезную травму от удара таким винтом.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Команда лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института уменьшила шум пропеллеров в мультикоптерах с помощью нетипичной формы. Команда нашла конструкцию, которая снижала не только общий уровень шума при заданном уровне тяги, но и шум в диапазоне 1–5 кГц, к которому особенно чувствительно человеческое ухо.

Чтобы создать тихий винт, ученые придали ему тороидальную кольцеобразную форму. Именно она позволила небольшому многороторному беспилотному летательному аппарату работать тише, чем современные беспилотники, в которых форма винта не менялась с момента появления авиации. Более тихие пропеллеры могут ускорить общественное признание и коммерческое внедрение дронов, убеждены разработчики.

Тихий тороидальный пропеллер состоит из двух лопастей, соединенных вместе так, что кончик одной лопасти загибается обратно в другую. Эта конструкция закрытой формы сводит к минимуму лобовое сопротивление закручивающихся воздушных вихрей, создаваемых на концах лопастей, и повышает общую жесткость воздушного винта. Вихри, создаваемые пропеллером, распределяются по всей его форме, а не только на кончике. Поток воздуха быстрее рассеиваться в атмосфере, и вихрь не распространяется далеко, поэтому его сложно услышать. В результате шум снижается в ключевом диапазоне с примерно 50 до 35 децибел, то есть раздражающий звук превращается в шелест.

Тороидальный винт был не только тише при заданном уровне тяги, чем стандартный, но и давал большую тягу при заданном уровне мощности. Петлевая форма повышала устойчивость конструкции и снижала вероятность того, что опора порежется или зацепится за предметы. Из минусов — это довольно сложные формы, поэтому их труднее изготовить, чем стандартные винты. Но решением может стать 3D-печать.

Проект получил награду в области разработок и исследований R&D100. Пока неясно, могут ли такие винты заменить традиционные пропеллеры на самолетах с неподвижным крылом или на электрическом транспорте вертикального взлета и посадки. Команда запатентовала дизайн, а сверхтихие тороидальные пропеллеры, напечатанные на 3D-принтере Массачусетского технологического института, уже установили на коммерческом беспилотнике для испытаний.