طرح بالگرد داوینچی الهام‌بخش پهپادهای بی‌صدا و پنهان‌کار آینده

پژوهشگران دانشگاه جانز هاپکینز ایالات متحده در مطالعه‌ای تازه نشان داده‌اند که یکی از طراحی‌های فراموش‌شده لئوناردو داوینچی با عنوان «پیچ هوایی داوینچی» می‌تواند باعث ساخت پهپادهای بی‌صدا با مصرف انرژی کمتر و ویژگی‌های پنهان‌کاری بیشتر شود.

به گزارش تک‌ناک، این طراحی نخستین بار در سال ۱۴۸۰ میلادی به‌دست این نابغه ایتالیایی ترسیم شد و حالا، بیش از پنج قرن بعد، ممکن است انقلابی در صنعت پهپادهای مدرن ایجاد کند.

دکتر راجات میتال، استاد مهندسی مکانیک در دانشگاه جانز هاپکینز و سرپرست این تحقیق گفت: «ما انتظار نداشتیم که طراحی مارپیچی و غیرمتعارف داوینچی عملکرد مثبتی داشته باشد. تصور می‌کردیم از نظر آیرودینامیکی بسیار ناکارآمد باشد.» با وجود این، نتایج شبیه‌سازی‌ها خلاف این تصور را ثابت کرد.

پژوهشگران با ساخت مدل مجازی پیچ هوایی و آزمایش آن در تونل باد دیجیتال، دریافتند که این طراحی می‌تواند همان میزان نیروی لیفت (بالابر) را در مقایسه با روتورهای معمولی، با سرعت چرخش کمتر تولید کند. این ویژگی باعث کاهش قابل توجه مصرف انرژی در پروازهای ایستا می‌شود.

یکی از یافته‌های کلیدی این مطالعه، کاهش صدای تولیدی توسط طراحی داوینچی است. سورینش پراخار، دانشجوی دکترای مهندسی مکانیک و یکی از اعضای تیم تحقیق، در این‌باره توضیح داد: «پروانه داوینچی در حالی که نیروی لیفتی معادل با پره‌های معمولی ایجاد می‌کرد، صدای بسیار کمتری داشت.»

به گفته او، این ویژگی می‌تواند به‌ویژه در مصارف نظامی، امداد و نجات، حتی تصویربرداری هوایی کاربردی باشد؛ جایی که پهپادها نیاز به عملکرد پنهان‌کارانه و بی‌صدا دارند.

با وجود مزایای چشمگیر، پژوهشگران هشدار داده‌اند که بهره‌وری آیرودینامیکی پیچ هوایی داوینچی در مقیاس بزرگ و در سرعت‌های بالا ممکن است کمتر از پروانه‌های مدرن باشد. دلیل این موضوع، غیرقابل بهینه‌سازی بودن برخی از بخش‌های مارپیچ برای تولید یکنواخت نیروی لیفت است.

با وجود این، تیم تحقیقاتی در حال توسعه شبیه‌سازی‌های پیشرفته‌تری است تا عملکرد این طراحی را در ابعاد مختلف و شرایط متنوع بررسی کند.

پهپادهای امروزی معمولاً به‌دلیل صدای زیاد حاصل از برخورد سریع پره‌ها با هوا، با محدودیت‌هایی در استفاده‌های خاص مواجه‌ هستند. در حالی که کاربرد آنها در حوزه‌هایی مانند تحویل بسته، مراقبت‌های اضطراری، نقشه‌برداری و عملیات نظامی رو به افزایش است، طرح‌های جدیدی چون پیچ هوایی داوینچی می‌تواند مسیر نوینی در طراحی پهپادهای بی‌صدا باز کند.

اگر یافته‌های این تحقیق تأیید شود، دنیای فناوری ممکن است بار دیگر مدیون خلاقیت بی‌نظیر داوینچی شود؛ هنرمندی که قرن‌ها پیش از اختراع موتور و پرواز انسان، مفاهیم بنیادین پرواز را ترسیم کرده بود.