https://bodybydarwin.com
Slider Image

Van dir que no es podia fer!

2020

Da Vinci va esbossar els plans més antics coneguts per a un avió alimentat per humans el 1485. No va ser fins al 1977 que el primer va volar realment. El vol requereix elevació, quan la pressió de l'aire neta que empeny cap amunt contraresta el pes de l'embarcació. Durant anys, molts van suposar que el vol requeria més ascensor i més poder del que el cos humà sol podia proporcionar (tot i que les amonestacions van fer poc per aturar la miríada intents fallides). Però els inventors van persistir.

Els avions volen amb tres configuracions bàsiques: ala fixa, ala de volant i rotors. En els darrers 50 anys, els inventors han conquistat un vol d’ala fixa i volant. Ara estan a punt de superar el major repte: l'enlairament vertical.

Per volar un helicòpter alimentat per humans, probablement un pilot hauria de produir 500 watts de potència. Fins i tot el pilot més apte no va poder sostenir aquesta sortida, afirma Antonio Filippone, un enginyer aeronàutic de la Universitat de Manchester a Anglaterra que ha publicat dos treballs que analitzen els helicòpters teòrics alimentats per humans. "Es pot aixecar, diu, però durant més d'uns segons no és possible." Ja havíem sentit aquesta mena de coses.

Vol d’ala fixa

El repte : el vol d’ala fixa requereix un avió eficient, com una ala que es corba a la part superior i plana a la part inferior. A mesura que el full aeri avança, l’aire surt corrent més ràpidament per la seva part superior que per sota, creant una diferència de pressió. Quan la pressió per sota de l’embarcació supera la pressió per sobre d’aquesta, hi ha una força neta ascendent. La majoria dels avions utilitzen motors per avançar prou, però la gent no pot propulsar un vehicle tan ràpid.

La solució : En general, com més llargues són les ales, més elevació. A principis dels anys 60, els estudiants de la Universitat de Southampton van construir una nau de 130 lliures amb una envergadura de 80 peus d’ales i una transmissió en bicicleta connectada a una hèlix. Va volar un terç de la milla, però tenia problemes de direcció importants. L’any 1977, l’enginyer Paul MacCready va dissenyar el Gossamer Condor una nau d’alumini i plàstic de 70 lliures amb un canó aeri en un boom davant del fuselatge. Va ser més maniobrables que els seus predecessors i va volar en una xifra a vuit punts a uns quilòmetres de mig quilòmetre de distància, guanyant el premi de la Royal Aeronautical Society pel primer vol controlat i sostingut per part d’humans. Encara hi ha lloc per millorar. Per exemple, els enginyers han renovat el Airglow dels anys 90 (vegeu aquí) amb punta d’aleses doblades i ales més curvades provisacions que l’estabilitzen durant els torns.

Vol amb ales alçades

El repte : els animals petits com els colibrís es van batre les ales prou ràpidament per evitar que es descendeixin, impulsant més aire cap avall del que fan i creen una pressió ascendent neta. Però a grans escales, és difícil batre amb prou rapidesa per romandre a l’aire. Per tant, les solapes més grans requereixen un impuls de l’empenta endavant. Penseu en un motor que avança un avió de l'ala de volant o un ornitòpter.

La solució : les ales de les aus més grans solten, però també es retorcen cap endavant i cap enrere, com si juguessin un cop de pal, la qual cosa genera una empenta més endavant. Així, com a estudiant de postgrau a la Universitat de Toronto, l’enginyer aeronàutic Todd Reichert i altres estudiants van dissenyar el seu ofici, anomenat Snowbird amb ales que s’enfilen cap amunt i avall i retorcen 10 graus. Van utilitzar simulacions informàtiques per afinar el disseny. I van donar a Snowbird una amplada alçada de 105 peus i va utilitzar fibra de carboni i Kevlar per mantenir-la lleugera. Una persona genera potència en l’artesania de 94 lliures amb una premsa de cames similar a la que es troba als gimnasos.

El 2 d'agost de 2010, en un camp d'Ontario, un cotxe va remuntar l'embarcació fins que es va llançar a l'aire. Llavors el cotxe va deixar de remolcar. Quan Reichert treballava la premsa de les cames, l' ocell de neu va colpejar les ales i va volar pel seu compte a una alçada de 11 peus durant 19, 3 segons, recorrent 475 peus.

Vol basat en rotor

El repte : un helicòpter vola quan els rotors giren forcen l'aire cap a baix, cosa que disminueix la pressió de l'aire per sobre de la navegació i la augmenta per sota. A diferència dels avions i ornitòpters, els helicòpters no poden confiar en el moviment cap endavant, cosa que fa que el vol sigui molt més difícil. Els helicòpters també generen turbulències que poden causar greus problemes d’estabilitat. Diversos equips estan intentant demostrar que poden conquistar el vol vertical guanyant el premi Sikorsky de la American Helicopter Society, un guardó de 250.000 dòlars per a un helicòpter alimentat per humans que s’alça durant un minut i arriba a una altitud mínima de tres metres (9, 8 peus), mentre que situant-se a una plaça de 10 metres.

The Contenders : L'helicòpter Gamera II de l'equip de la Universitat de Maryland és un quadcopter, una embarcació amb quatre rotors de 42, 6 peus d'amplada connectats a una transmissió similar a una bicicleta. Diversos rotors més petits a prop del terra poden aixecar-se amb més facilitat que un de gran. També s’equilibren entre si per a una millor estabilitat. Cada ajustament al seu disseny ha donat millors resultats: al juny, un pilot es va asseure i es va pedalar amb les mans i els peus per aixecar el Gamera II a un peu fora del terra durant 49, 9 segons, i, a l'agost, un pilot va superar els vuit peus. .

L'enginyer aeronàutic Neal Saiki, que va dissenyar el primer helicòpter alimentat per humans per aixecar-se el 1989, torna a comptar amb una nova embarcació: la Upturn . Un pilot pedala per girar el seu rotor senzill de 85 peus d'ample amb quatre pales, dos dels quals tenen hélices als seus extrems, que ajuden a l'estabilitat. Cada fulla també té una solapa regulable i un sensor per detectar vibracions i equilibri, i el programari de Saiki retoca els angles de les solapes en temps real per compensar els wobbles. Al juny, un pilot va aixecar la Upturn dos peus durant uns 10 segons.

La competència continua escalfant-se. Todd Reichert, co-dissenyador de Snowbird, es va inscriure oficialment al premi de l'helicòpter aquest juliol amb un nou grup, però encara no ha publicat un disseny complet del seu quadcopter. Maryland continua millorant el seu ofici. Saiki pretén utilitzar un pilot més fort. I la gravetat dels equips els lluitaran contra tots els passos del camí.

Buzz Aldrin es va colpejar a terra a la lluna (i altres 11 fets d'Apollo)

Buzz Aldrin es va colpejar a terra a la lluna (i altres 11 fets d'Apollo)

Els victorians es preocupen dels llibres com els preocupem pels iPhones

Els victorians es preocupen dels llibres com els preocupem pels iPhones

Un 82 per cent de descompte d’un carregador sense fils i altres ofertes que hi ha actualment

Un 82 per cent de descompte d’un carregador sense fils i altres ofertes que hi ha actualment