Cho ra đời máy bay không người lái nhẹ hơn cả máy bay giấy, chạy năng lượng mặt trời và khắc phục được điểm yếu nhất của thiết bị

Nhóm nghiên cứu ở Bắc Kinh đã khắc phục các vấn đề về hiệu suất và năng lượng của động cơ nhằm tạo ra một thiết bị có kích cỡ bằng lòng bàn tay. Theo đó, nhóm cho biết họ có thể mở rộng tiềm năng hoạt động của các phương tiện bay siêu nhỏ (MAV).

Cụ thể, nhóm nghiên cứu về năng lượng và kỹ thuật điện tại Đại học Beihang cho hay, thiết bị này chỉ nặng hơn 4 gram và có sải cánh 20cm. Chiếc drone này nhẹ hơn cả máy bay giấy và chỉ bằng 1/600 trọng lượng của chiếc MAV chạy bằng năng lượng mặt trời nhẹ nhất hiện đang hoạt động.

Tạp chí Nature đã dành lời “có cánh” cho bước đột phá này và nhận định thiết bị này “có thể mở đường cho các loại phương tiện bay mới với kích cỡ nhỏ”.

Bài báo của các nhà nghiên cứu cũng đăng tải về nội dung tương tự. Theo đó, họ giải thích, kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ và tính di động cao của MAV giúp thiết bị này có thể được ứng dụng rộng rãi, từ việc cứu hộ, giám sát môi trường cho đến thu thập thông tin trong một không gian nhỏ hẹp.

Tuy nhiên, trở ngại lớn nhất của MAV là thời gian bay bị hạn chế. Khó khăn này còn rõ ràng hơn đối với những chiếc MAV siêu nhẹ. Những chiếc MAV có trọng lượng dưới 10 gram thường có thời gian bay chưa đến 10 phút.

Ví dụ, chiếc drone siêu nhẹ được phát biểu bởi công ty TRNDlabs của Hà Lan vào năm 2015 (khi đó là chiếc MAV nhỏ nhất thế giới) nặng 7 gram nhưng chỉ bay được 7 phút.

Qi Mingjing, giáo sư Đại học Beihang và tác giả của bài báo, giải thích rằng các MAV hiện tại thường sử dụng động cơ điện từ làm bộ truyền động. Hiệu suất của bộ truyền động lại giảm mạnh khi thiết bị đó có kích cỡ càng nhỏ. Thiết bị đó vẫn cần hệ thống năng lượng với thiết kế khá cồng kềnh để cất cánh, không cho cánh quạt bay tự do.

Do đó, các nhà nghiên cứu đang thử nghiệm các loại động cơ đẩy khác, đặt kỳ vọng vào năng lượng mặt trời giúp MAV có thể đạt hiệu suất bền vững.

Song, câu hỏi đặt ra là làm thế nào để đảm báo các tấm pin mặt trời trên MAV có thể cung cấp đủ năng lượng. Giáo sư Qi cho biết, vấn đề tương tự như tại sao xe điện không được cung cấp năng lượng từ các tấm pin mặt trời, vì nguồn năng lượng đó không đủ để giúp ô tô di chuyển.

Từ 6 năm trước, nhóm của giáo sư Qi đã nỗ lực vượt qua thách thức này khi phát triển chiếc drone siêu nhẹ, sử dụng động cơ tĩnh điện mới có hiệu quả cao hơn và chạy bằng các tấm pin mặt trời rất nhẹ. Nhóm đặt tên cho chiếc drone này là “CoulombFly” vì được vận hành bởi “lực Coulomb”.

Trong bài kiểm tra hiệu suất kéo dài 1 giờ, CoulombFly có thể bay liên tục trong suốt quá trình này mà hiệu suất không bị sụt giảm. Tuy nhiên phải 2-3 năm nữa chiếc drone siêu nhẹ này mới được ứng dụng trong các tình huống thực tế, theo giáo sư Qi.

Ông nói thêm, phương tiện mới này vẫn cần phải khắc phục rất nhiều khó khăn về mặt kỹ thuật trước khi được sử dụng rộng rãi.

Tham khảo SCMP