USA Ohio osariigi ülikooli teadlased töötasid välja õhusõidukitele nutika tehnoloogia, millega saab sooritada ohutumaid õhkutõusmisi ja maandumisi ning toota tulevikus ka tuuleenergiat.
Ohutum õhuliiklus
Tuuleandureid, mida nimetatakse anemomeetriteks, kasutatakse tuule kiiruse ja suuna jälgimiseks. Kuna nõudlus autonoomsete õhusõidukite järele suureneb, on teadlaste sõnul vaja uusi nutikamaid tuuleandureid, et õhusõidukid saaksid hõlpsamini tajuda ilmastikumuutusi ja sooritada ohutumaid õhkutõusmisi ja maandumisi.
“Uus tehnoloogia parandab seda, kuidas inimesed kohalikku õhuruumi kasutavad, olgu selleks siis pakke kohale toimetavad droonid või ühel päeval mehitamata õhusõidukitel lendavad reisijad,” märkis Ohio osariigi ülikooli mehaanika- ja kosmosetehnika professor Marcelo Dapino.
Siiski peavad täpsed tuulemõõtmised olema reaalajas saadaval olenemata sellest, kas sõiduk on mehitatud või mehitamata. Lisaks õhuobjektide pikkade vahemaade läbimisele aitamisele on täpsed tuulemõõtmised olulised ka energia prognoosimisel ja tuuleturbiinide jõudluse optimeerimisel.
Nutikad materjalid
Siiani on anemomeetrite valmistamine olnud üsna kulukas, sest need tarbivad palju energiat ja neil on suur aerodünaamiline takistus. Seetõttu ei sobi anemomeetrid ka väiksema massiga õhusõidukitele. Dapino meeskonna välja töötatud anemomeeter on eelmistest mudelitest kergem, madala energiatarbe ja tõmbejõuga ning rõhumuutuste suhtes tundlikum.
Uuringu kaasautor ja Ohio osariigi mehaanika- ja kosmosetehnika vanemteadur Leon Headingsi sõnul valmistati anemomeeter nutikatest materjalidest, mis oskavad tajuda keskkonda ja selle muutustele paremini reageerida.
Tehnoloogia, mis toodab ise elektrit
Dapino meeskond kasutas tehnoloogias nimelt elektrilist polümeeri, mida nimetatakse polüvinülideenfluoriidiks (PVDF). PVDF, mida kasutatakse laialdaselt arhitektuursetes pinnakatetes ja liitiumioonakudes, võib olla piesoelektriline, tootes surve avaldamisel elektrienergiat, mida saab kasutada seadme toiteks.
PVDF-andur on sarnaselt lennuki tiivaga integreeritud aerodünaamilist takistust vähendava tiiva sisse. Kuna tuulelipp on vabalt pöörlev nagu tuulelipp, saab selle abil mõõta ka tuule suunda.
Edukad katsetulemused
Selleks, et saada teada, kuidas seade Maa atmosfääris hakkama saab, kavandasid teadlased kaheosalise katse. Esiteks testiti rõhuandurit suletud kambris, et määrata selle tundlikkus. Seejärel ühendati andur õhutiivaga ja testiti seda tuuletunnelis.
Tulemused näitasid, et andur mõõdab ülihästi nii õhurõhku kui tuule kiirust. Tiibasse integreeritud väike digitaalne magnetomeetri kompass annab täpsed andmed tuule suuna kohta, mõõtes tiiba absoluutset orientatsiooni Maa magnetvälja suhtes.
Tuuleanduri kontseptsiooni viimiseks kontrollitud uurimiskeskkonnast kommertsrakendustesse, tuleb teha rohkem uuringuid. Dapino meeskond jätkab tööd PVDF-i ja muude täiustatud materjalidega andurite tehnoloogia täiustamiseks. Teadlased loodavad, et nende töö viib lõpuks tehnoloogiani, mida saaks kasutada laiemalt. Dapino eesmärk on toota tehnoloogiaga ühel päeval ka tuuleenergiat.
