طائرة بدون طيار صغيرة تعمل بالطاقة الشمسية تطير لمدة ساعة

قام فريق من المهندسين في جامعة بيهانج، بالتعاون مع مركز هندسة الطيران المتقدمة، وكلاهما في الصين، بتطوير مركبة جوية صغيرة تطير باستخدام ضوء الشمس المباشر لمدة ساعة في المرة الواحدة، ونشروا نتائجهم في المجلة العلمية Nature.

مع تطور تكنولوجيا الطائرات بدون طيار، وجد العلماء وغيرهم استخدامات جديدة لها، ومن بين الاستخدامات المحتملة لها المراقبة على ارتفاعات عالية. وباستخدام التكنولوجيا المناسبة، يمكن إرسال الطائرات بدون طيار التي تعمل بالطاقة الشمسية إلى ارتفاعات عالية دون الحاجة إلى الهبوط، كما تفعل الأقمار الصناعية، ولكن على ارتفاعات أقل كثيراً.

ستكون هذه الطائرات بدون طيار صغيرة جدًا لدرجة أنه يكاد يكون من المستحيل رؤيتها أو تعقبها أو إسقاطها في الحرب، وفي هذه الدراسة الجديدة، وجد فريق بحثي في ​​الصين طريقة للتغلب على بعض العقبات التي تقف في طريق تطوير مثل هذه الطائرات بدون طيار.

يقتصر وقت طيران المركبات الجوية الصغيرة على حوالي نصف ساعة، ويمكن لأصغرها، والتي تسمى المركبات الجوية الصغيرة خفيفة الوزن، أن تطير لمدة 10 دقائق فقط، وذلك لأنها تستخدم محركات كهرومغناطيسية لتشغيلها باستخدام الكهرباء من الألواح الشمسية.

كلما كانت الطائرة بدون طيار أصغر، كلما كانت مساحة سطح اللوحة الشمسية أصغر، وكانت المحركات الكهرومغناطيسية الأصغر أقل كفاءة.

وللتغلب على هذه المشاكل، استخدم الباحثون محركًا كهروستاتيكيًا يحرك الدوار باستخدام المجالات الكهروستاتيكية، وقد سمح هذا النهج للفريق ببناء محرك يزن 1.52 جرام فقط.

تم بناء المحرك من خلال تداخل دائرة من صفائح الأقطاب الكهربائية حول أسطوانة دوارة تحتوي على 64 جزءًا من الدوار، حيث تلامس حواف الصفائح أجزاء الدوار أثناء دورانها. تم بناء بقية الطائرة بدون طيار من خلال وضع خليتين شمسيتين أسفل المحرك متصلتين بمفتاح ربط ودوار على شكل مروحية فوق المحرك متصل بعمود رفيع.

عندما تتعرض الطائرة بدون طيار لأشعة الشمس، تقوم الخلايا الشمسية بتوليد الطاقة، مما يؤدي إلى تدوير المحرك، الذي يحرك الدوار العلوي، ويسحب الطائرة بدون طيار إلى الهواء ويثبتها هناك.

وفي الاختبارات، تمكنت الطائرة بدون طيار من الطيران بشكل مستمر لمدة ساعة على الأقل، ويخطط الفريق لمواصلة العمل مع الطائرة بدون طيار لتحسين المتانة وزيادة حجم الحمولة.