Atgaivinta 500 metų senumo da Vinci idėja – ji gali padėti sumažinti dronų triukšmą

Technologijos sparčiai tobulėja, tačiau mokslininkai kartais atsigręžia į senus rankraščius ieškodami idėjų, kaip patobulinti šiuolaikinius gaminius. Vienas iš to pavyzdžių – JAV tyrėjai panaudojo 500 metų senumo Leonardo da Vinci brėžinį sprendžiant šiuolaikinių dronų keliamo triukšmo problemą.

Pamiršta idėja – atgaivinta 

XV amžiaus Leonardo da Vinci užrašų knygelėje pavaizduotas ištisinis spiralinis rotorius, kurį jis vadino „oro sraigtu“. Tyrėjai nustatė, kad ši senovinė konstrukcija gali pakelti šiuolaikinį droną, neaukojant nei jo galios, nei aplinkos ramybės.

Tyrimą atliko Džonso Hopkinso universiteto (JAV) mokslininko Rajato Mittalo vadovaujama komanda. 

Jie išbandė Renesanso laikų spiralės brėžinį, kuris primena padidintą Archimedo sraigtą – senovės Graikijoje naudotą vandens kėlimo spiralę. Tik šiuo atveju spiralė orientuota aukštyn, kad stumtų orą žemyn.

Pasitelkus šiuolaikines technologijas – lengvus elektrinius variklius ir anglies pluošto dangas – šimtmečius pamiršta idėja buvo atgaivinta. 

Rezultatai pranoko lūkesčius

Dar 2020 m. Merilando universitete buvo sukurtas pirmasis mažas ištisinio spiralinio rotoriaus prototipas. Vėliau jis buvo ištobulintas naudojant superkompiuterius, leidžiančius tiksliai modeliuoti veikimo efektyvumą, kurio anksčiau trūko.

Dabar R. Mittalo komanda skaitmeniniu būdu atkūrė rotorių ir atliko tiesiogines skaitines simuliacijas, kurios leido tiksliai stebėti oro sūkurius aplink spiralę bei analizuoti aerodinamines ir aeroakustines savybes, naudojant skirtingas Reinoldso skaičiaus reikšmes – parametrą, siejantį dydį, greitį ir terpės klampumą, taip padedantį pritaikyti teorinius duomenis realioms sąlygoms.

Pasak R. Mittalo, rezultatai pranoko lūkesčius: spiraliniam sraigtui reikėjo apie 20 proc. mažiau mechaninės galios nei įprastam dviejų menčių propeleriui, kad išlaikytų tą patį svorį. 

Be to, jis veikė tyliau – dėl didesnio paviršiaus ploto ir lėtesnio sukimosi buvo kuriamas silpnesnis spaudimo impulsas, todėl sumažėjo triukšmas.

Daugėja skundų dėl dronų 

Ši konstrukcija galėtų išspręsti šiuolaikinių dronų keliamo triukšmo problemą, ypač dabar, kai skundų skaičius auga. 

Pavyzdžiui, JAV Federalinė aviacijos administracija per 2025 m. pirmąjį ketvirtį užfiksavo 8746 pranešimus apie bepiločių orlaivių triukšmą, o NASA laboratorija pranešė apie ryškiai išaugusį bendruomenių susierzinimą dėl dronų sklandymo.

Tuo tarpu vienas odontologas, regis, išsprendė matematinių paslapčių mįslę, slypinčią garsiajame da Vinci anatominiame piešinyje „Vitruvijaus žmogus“. Jis sutelkė dėmesį į lygiakraštį trikampį tarp vyro kojų, kuris atitinka Bonvilo trikampį – įsivaizduojamą lygiakraštį trikampį burnos anatomijoje, apibrėžiantį optimalų žmogaus žandikaulio veikimą.