A fost construită elicea cu o formă prin care „se reduce semnificativ sunetul produs de rotoarele dronelor”, elicea toroidală

O echipă de cercetători din Laboratorul Lincoln (Lincoln Lab) al Universității MIT (Massachusetts Institute of Technology) a proiectat un model nou de elice ca soluție la o problemă care preocupă de mult timp constructorii de aeronave sau de ambarcațiuni. Membrii echipei s-au gândit că zgomotul produs de propulsoare ar putea fi atenuat de elice cu o formă diferită de cea clasică. MIT Lincoln Lab este un centru de cercetare și dezvoltare (R&D, researche and development) în tehnologia avansată și de „implementare a soluțiilor la probleme de securitate națională”. Este situat în orașul Lexington din comitatul Middlesex, statul american Massachusetts. Lincoln Laboratory are asigurată finanțarea din partea Departamentului Apărării al Statelor Unite (USDOD sau DoD, Department of Defense). Activitățile sale se concentrează „pe dezvoltarea tehnologiei pe termen lung, pe crearea de prototipuri și punerea în funcțiune a sistemelor proiectate”. Până acum, termenul de „elice” se confunda, în sens general, cu dispozitivul mecanic format dintr-un un număr de pale încastrate într-un butuc (butucul rotorului). Elicele sunt proiectate să preia un fluid, de regulă aer sau apă, și să-l împingă înapoi printr-o mișcare circulară rapidă. Rotirea cu mare viteză a elicelor asigură înaintarea aeronavelor sau ambarcațiunilor pe anumite distanțe. De foarte mult timp, nu au apărut modificări semnificative în design-ul elicelor, iar „aeronavele cu propulsie folosesc încă elicele cu pale răsucite”, printre care și aparatele de zbor fără pilot sau UAV (Unmanned Aerial Vehicle). Față de modelele din lemn pe care le-au folosit frații Wright în experimentele din 1903 au fost aduse doar câteva îmbunătățiri, și acestea relativ minore. Bărcile folosesc în continuare „elice de tip șurub”, unele datând din anii 1700. „În ciuda faptului că sunt parte integrantă a aviației de mai bine de un secol, elicele s-au schimbat extrem de puțin de la frații Wright” (hackaday.com). Echipa MIT Lincoln LAB a găsit soluția pentru reducerea zgomotului asociat dronelor. Cercetătorii au probat diverse geometrii de elice toroidale până când „au ajuns la o formă care reduce semnificativ sunetul produs de rotoare”, în special pe cel care deranjează auzul. Cauza reducerii zgomotului ar fi distribuirea vârtejurilor de aer pe întreaga elice, nu doar pe vârfurile palelor. Pe site-ul newatlas.com se arată că, „echipa a brevetat designul, dar nu este clar dacă există planuri de comercializare și că MIT pare pregătită să acorde licența producătorilor interesați”. În urma experimenteleor s-a constatat că dronele se pot apropia la o distanță de două ori mai mică, înainte ca sunetul rotoarelor „să devină o pacoste pentru urechile oamenilor”, ceea ce poate fi „o veste excelentă pentru oricine dorește să lanseze un serviciu de livrări cu drona”. Aeronavele fără pilot echipate cu noul model de elice vor fi acceptate pentru o varietate de activități, de exemplu, transmiterea sau înregistrarea de imagini, inspecția industrială sau de infrastructură, monitorizarea culturilor agricole și multe altele. Dronele cu un zbor mai puțin iritant sonor vor fi altfel acceptate, vor fi privite cu mai multă bunăvoință. Radical mai silențioase decât cele tradiționale, atât în aer, cât și în apă, elicele toroidale oferă și anumite câștiguri privind eficiența. Noua formă de elice va fi ușor de adaptat la o serie de drone diferite deoarece rotoarele sunt ușor de fabricat prin imprimare 3D. Un pasionat al dronelor aeriene, creator de videoclipuri și fotografii despre proiectarea, construirea și zborul dronelor de peste un deceniu, și-a dedicat mult timp pentru acest hobby și a realizat noul model de elice prin imprimare 3D. Versiunea foarte simplificată a unei elice toroidale pentru dronă (imprimată FDM) nu a fost echilibrată și nici curățată după imprimare. FDM (Fused Deposition Modeling) sau FFF (Fused Filament Fabrication) este procesul de fabricatie executat prin extrudarea materialelor. Obiectul final este construit prin depunerea materialului topit, strat după strat, pe un traseu prestabilit, iar materialele utilizate sunt polimeri termoplastici (blog.3ddot.ro). În acest caz, realizarea elicei toroidale nu a fost un test științific, nu s-au făcut calcule sau optimizări, ci s-a bazat pe principiul DIY (do it yourself). De pe site-ul youtube.com au fost preluate următoarele specificații despre elice și despre dronă :

• diametrul elicei toroidale : 90 mm (3,54 inch)
• greutatea dronei fără elice și baterie : 121,5 g
• greutatea dronei cu elice torodială, fără baterie : 145 g
• greutatea elicei toroidale (imprimată 3D) : 5,5 g
• greutatea bateriei : 83,5 g.

Încercarea trebuie apreciată, chiar dacă procedura a durat doar 5 minute. Forma de bază a elicei toroidale a fost gândită în așa fel încât să poată fi imprimată cu ușurință și nu se aștepta ca elicea imprimată 3d „să supraviețuiască” unui test de zbor. Datorită modului simplu și rapid de realizare nu s-au putut trage concluzii finale, în sensul că „nu s-a putut face o comparație realistă între elicele toroidale și cele convenționale” privind performanța, acustica, eficiența și altele.