ماشین پرنده داوینچی میتواند از پهپادهای مدرن کمصداتر و کارآمدتر باشد
طراحی ماشین پرندهای که لئوناردو داوینچی حدود ۵۰۰ سال پیش کشیده بود، احتمال دارد واقعا قابلیت پرواز داشته و ازنظر فنی عملی بوده باشد. همچنین براساس بررسیهای جدید، چنین طرحی احتمالا هنگام پرواز صدای کمتری نسبت به پهپادهای مدرن تولید میکند.
بهگزارش نیوساینتیست، راجات میتال از دانشگاه جانز هاپکینز در مریلند و همکارانش دریافتهاند که «پیچ پرنده» لئوناردو داوینچی که در سال ۱۴۸۰ و در زمان فعالیتش بهعنوان مهندس نظامی طراحی شد، اما هرگز ساخته یا آزمایش نشد، ممکن است برای تولید نیروی بالابری معادل با ملخهای معمولی پهپادها، به انرژی کمتری نیاز داشته باشد.
پیچ پرنده داوینچی شبیه پیچ آرشمیدس یعنی پمپ مارپیچمانندی است که با چرخش خود آب را جابهجا میکند. داوینچی تصور میکرد پیچ پرنده میتواند با نیروی انسان بچرخد، اما از آنجا که دستگاه وزن زیادی داشت، دشوار بود که با نیروی انسان بتواند از زمین بلند شود و پرواز کند. البته اگر به جای نیروی انسان، موتورهای الکتریکی سبک آن را بچرخانند، این دستگاه میتواند واقعا پرواز کند.
میتال و تیمش پیچ پرنده داوینچی را شبیهسازی کردند و آن را در تونل باد مجازی قرار دادند تا عملکرد آن را هنگام معلقماندن در هوا بررسی کنند. پژوهشگران این سازه را در سرعتهای چرخشی مختلف آزمایش کردند و نتایج آن را با ملخ معمولی پهپاد که دارای دو پره بود مورد مقایسه قرار دادند. آنها دریافتند که پیچ پرنده میتواند با چرخش آهستهتر، همان میزان نیروی بالابر را تولید کند و انرژی کمتری مصرف میکند.
پژوهشگران با اندازهگیری فشار و الگوهای جریان باد اطراف پیچ مجازی، توانستند میزان صدایی را که طرح تولید میکند، نیز محاسبه کنند. آنها دریافتند که صدای تولیدی کمتر از طراحی معمولی پهپادها برای ایجاد همان میزان نیروی بالابر است. میتال میگوید: «فکر میکردیم چون شکل پیچ پرنده داوینچی نظم خاصی ندارد، عملکرد آن در پرواز خیلی ضعیف است و نمیتواند بهتر از ملخهای معمولی عمل کند، اما نتایج خلاف آن را نشان داد.»
میتال و تیمش قصد بررسی این موضوع را دارند که آیا میتوانند طراحی داوینچی را به گونهای بهبود دهند که کارآمدتر شود و درعینحال ویژگی کمصدا بودن آن حفظ شود یا خیر.
با افزایش استفاده از پهپادها در شهرها، مانند تحویل کالا به درب منازل یا خدمات اورژانسی، آلودگی صوتی نیز به مشکلی جدی تبدیل شده است. به همین دلیل، پژوهشگران به دنبال طراحیهای جدید ملخهایی هستند که بتوانند برای تولید نیروی بالابر مشابه، صدای کمتری ایجاد کنند.
شریل گریس از دانشگاه بوستون در ماساچوست میگوید: «نویسندگان به خوبی توضیح دادهاند که اگر ملخ بتواند با سرعت کمتری بچرخد ولی همان نیروی رانش یا بالابر را ایجاد کند، صدای کمتری تولید میشود. این ویژگی فقط به طراحی داوینچی محدود نمیشود، ولی جالب است که طرح او این قابلیت را دارد. برای اینکه نشان دهیم طراحی داوینچی در دنیای واقعی سودمند است، باید عملکرد آن را در حال پرواز معمولی آزمایش کنیم، نه فقط وقتی که پهپاد به شکل ثابت در هوا معلق است. همچنین باید بررسی کنیم وزن بیشتر ملخ چه تاثیری روی عملکرد دستگاه دارد.»