کوچکترین پهپاد خورشیدی جهان می تواند تا ابد پرواز کند

کوچکترین پهپاد خورشیدی جهان می تواند تا ابد پرواز کند تعمیر تلفن: کوچک ترین پهپاد خورشیدی جهان که تنها چهار گرم وزن دارد با راندمان بالابری 30.7 گرم بر وات و استفاده از انرژی نور خورشید، امکان پرواز مداوم را در نور طبیعی دارد.


به گزارش تعمیر تلفن به نقل از ایسنا، محققان یک پهپاد فوق سبک با انرژی خورشیدی ساخته اند که قادر به پرواز نامحدود در طول روز است.
به نقل از آی ای، این دستگاه که «کلمب فلای»(ColumbFly) نام دارد، تنها چهار گرم وزن داشته و از یک سلول خورشیدی برای تولید الکتریسیته استفاده می نماید و یک میدان الکتریکی بین صفحات دارای بار مخالف که بصورت دایره ای مرتب شده اند، به وجود می آورد.
این بارهای متضاد مانند پروسه دفع آهنربا عمل می کنند و نیروی کافی برای چرخاندن پره های روتور تولید می کنند. این موجب تولید نیروی گشتاور می شود و ربات را از روی زمین بلند می کند.
این پهپاد دارای راندمان بالابری ۳۰.۷ گرم بر وات و سیستم نیروی بسیار سبکی است که تنها ۰.۵۶۸ وات انرژی مصرف می کند. این به آن اجازه می دهد تا با بهره گیری از انرژی خورشیدی زیر نور طبیعی خورشید بطور مداوم پرواز کند.
گروه دانشگاه بی هانگ در پکن ادعا می کنند که هر جزء برای متعادل کردن کارایی و وزن سبک طراحی شده است و چنین طراحی می تواند وظایف نظارت ازراه دور را برای مدت زمان طولانی ممکن کند.
طراحی نوآورانه پهپاد
مدت زمان محدود پرواز یک چالش بزرگ جهت استفاده گسترده از وسایل نقلیه هوایی میکرو(MAVs) خصوصاً وسایلی با وزن کمتر از ۱۰ گرم است. این وسایل نقلیه بطور معمول بیش از ۱۰ دقیقه زمان پرواز ندارند.
قدرت نور خورشید یک راهکار بالقوه برای بهبود استقامت این وسایل نقلیه هوایی کوچک و فوق سبک است. با این وجود، به علت ظرفیت بار محدود آنها و راندمان پایین بالابر نسبت به نیرو در سیستم های پیشران سنتی، مطالعات قبلی به قابلیت پرواز بدون اتصال و پایدار برای وسایل نقلیه ای که کاملا از نور طبیعی خورشید نیرو می گیرند، دست نیافته بودند.
بگفته پژوهشگران، این محدودیت ها مانع از کاربرد عملی وسایل نقلیه هوایی میکرو خورشیدی برای کارهای عملیاتی طولانی شده است.
برای مقابله با این چالش ها، این گروه یک پهپاد با یک موتور بزرگ ابداع کردند که دارای یک حلقه داخلی از صفحات حامله ثابت، تولید شده از صفحات نازک فیبر کربنی با روکش فویل آلومینیومی است. صفحات حامله ثابت مجاور، بارهای مخالفی را حمل می کنند که توسط حلقه ای از ۶۴ صفحه چرخان احاطه شده است.
فعال سازی زمانی اتفاق می افتد که صفحات حلقه بیرونی شارژ می شوند و جذب بین صفحات استاتور مخالف را شروع می کنند و چرخش را ایجاد می کنند. همانطور که صفحات ثابت و روتور بطور نزدیک در یک راستا قرار می گیرند، تماس بوسیله سیم های نازک انتقال بار و یکسان سازی تسهیل می شود و جاذبه به دافعه تبدیل می شود. این مکانیسم حرکت روتور را حفظ می نماید.
پژوهشگران از یک لایه نازک از آرسنید گالیم برای ساخت سلول های خورشیدی استفاده کردند که بازده ۳۰ درصدی را به دست آورد اما به علت ولتاژ پایین به مبدل ولتاژ بالا نیاز داشت. آنها کارایی را فدای وزن کم کردند و چندین مبدل را بصورت یک مجموعه مرتب کردند. این سیستم ۱.۱۳ گرم وزن دارد و ولتاژ را از ۴.۵ ولت به ۹ کیلو ولت با بازده ۲۴ درصد می افزاید.
بهینه سازی پرواز خورشیدی
در ضمن یک پرواز آزمایشی، «کلمب فلای» در عرض یک ثانیه بعد از قرار گرفتن سلول خورشیدی آن در معرض نور خورشید به آسمان رفت. پژوهشگران ادعا می کنند که هم اکنون می تواند بدون اتصال به مدت یک ساعت در ارتفاع ۱۵ سانتی متری پرواز کنند و حداکثر دو گرم سنسور یا سیستم کنترل کوچک را حمل کنند.
در صورتیکه این ممکنست ساده به نظر برسد، تیم خوشبین است که بهبودهای طراحی، استقامت و ظرفیت بارگیری آنرا در طول زمان افزایش دهد.
پژوهشگران قبل از این چندین پیشرفت همچون افزایش گشتاور موتور، تقویت پروانه بالابر، ترکیب سلول های خورشیدی در عناصر ساختاری و افزایش کارایی مبدل ولتاژ را اعلام نموده اند.
قابل توجه است که اندازه آن نیز قبل تر اصلاح شده است و نسخه کم شده تنها ۹ میلی گرم وزن و فقط ۸ میلی متر ارتفاع دارد. این پهپاد می تواند ملخ خودرا با سرعت بیش از ۱۵ هزار دور در دقیقه با یک میلی وات انرژی بچرخاند.
جزییات تحقیقات این تیم در مجله «نیچر»(Nature) انتشار یافته است.




منبع:

1403/04/30
10:29:29
0.0 / 5
11
تگهای خبر: دستگاه , سیستم , كنترل
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
نظر شما در مورد این مطلب
نام:
ایمیل:
نظر:
سوال:
= ۶ بعلاوه ۲

تعمیر تلفن

fixtel.ir - حقوق مادی و معنوی سایت تعمیر تلفن محفوظ است

تعمیر تلفن

تعمیر تلفن، تعمیر موبایل