Doğadan esintiler
İngiliz biomimetik mühendislik girişimi Animal Dynamics yusufçuk böceğinin kanat çırpışından esinlenerek kanatlı bir mikrodrone yapıyor. 2015 Haziran’ında fizibilite çalışması sonrasında başlayan proje ‘Savunma Bilim ve Teknoloji Laboratuvarı’ nın aracılığıyla İngiliz Savunma Bakanlığı tarafından 1.5 milyon sterlin fon desteği görüyor.
Firma geçen sonbaharda fikrin uygulanabilirliğinin araştırılması aşamasında ikinci aşamaya geçmişti : Cihazı gerçek anlamda yapmaya çalışmak. Gelecek yaz mevsimi itibariyle ‘Skeeter’ drone’unun uçan bir prototipini gösterime sunacakları konusunda kendilerinden emin olduklarını söylüyorlar. Gelecek yılın sonu itibariyle de bu teknoloji sahaya inecek.
Açık söylemek gerekirse bu mikrodrone henüz uçuş gerçekleştirmedi. Bu noktada halka gösterdikleri tek şey çubuk üzerinde duran böcekimsi bir model. Fakat Animal Dynamics’in kurucularından ve CEO’su Alex Caccia cihazın iki-üç ay içerisinde havalanacağından emin olduğunu söylüyor. “Uçan bir şeyle ilgili güçlüklerden biri, her şeyin yolunda gitmesi için her şeyin çalışır duruma getirilmesinin gerekliliği. Fakat şu an sonuca oldukça yakınız. Bu şeyin uçmaya başladığını göreceğimiz an oldukça yakın” diyor.
“Çalışmalardan ticari ürünler geliştirmekle ve doğanın büyük bir performans ve verimlilik doğuran bu ip uçlarına nasıl eriştiğini anlamak temel amacımız”
Kanatlarını çırpan dronelar halihazırda mevcut ( DARPA’nın desteklediği Amerikan firması Aeroenviroment tarafından 2010 yılında yapılan sinekkuşu drone’ u da dahil olmak üzere), fakat kanat çırpan drone’ların kural değil, istisna olduklarını söylemek yerinde olur.
Bununla birlikte dönen pervanelerin bazı dezavantajları var. Bu araçlar rüzgarlı havalarda durağan uçuş gerçekleştiremiyorlar. Gürültülüler. Hatta tehlikeli bile olabilirler. Ve havada kalmalarını sağlamak için çok fazla enerji gerektiriyorlar. Dolayısı ile MoD, saha koşullarına dayanıklı, daha güçlü bir uçuş tekniği geliştirmeyi ümid ediyor.
Caccia “DSTL’in koymuş olduğu koşullar, üstesinden gelinmesi oldukça zor koşullar. Bu ölçekte bir şeyi, yüksek rüzgarda ve zor çevre koşullarında işler hale getirmemiz istendi” dedi ve ;
“Afganistan ve Irak’ta bu tip küçük drone’ları oldukça başarılı bir şekilde kullanıyorlardı çünkü eğer çevre koşulları uygunsa bu drone’lar sahadaki askerlerin dışarı çıkıp köşeyi döndüklerinde karşılarına ne çıkacağını bildiriyorlar… Küçük olmaları gerekiyor ki görünmesinler, ve böylece kolayca taşınabilsinler ve sessiz olsunlar. Fakat az bir rüzgar olduğunda (saniyede 5 metrenin üzerinde) gökyüzüne uçup gidiyorlar… Bu sebeple hayal kırıklığı yaşadılar” diyerek sözlerine devam etti.
Caccia gelinen aşamada Skeeter’ı uçar hale getirmenin önünde kalan son büyük engelin mekanik tasarım olduğunu söylüyor. Tahmin edebileceğiniz gibi kanat çırpma, mühendislik açısından dönmeden çok daha karmaşık bir iştir. Özellikle de, hafif ve pille çalışan bir cihaz olması nedeniyle kullanacağınız güç miktarı oldukça az ise.
“Buradaki temel sorun gerçek anlamda çok düşük bir sürtünme mekanizması üretmeye dayalı. Dolayısı ile yaptığımız kanatlar, uçuş kontrol sistemi çözümlendi. Yapması çok zor olan bir mekanik tasarım. Bu sebeple İsviçre saat endüstrisindekilerle yardımcı olmaları için birlikte yaptığımız işler oluyor… Asıl mesele sürtünme. Çok, ama çok düşük bir sürtünme mekanizması elde etmek zorundasınız” diyor.
“En küçük bir sürtünme dahi dirence sebep olur, ve bu da ısı oluşturur ve aletin düzgün çalışmasını bloke eder. Bir çok mekanik sistem bu sorunu aşmak için aşırı güç kullanırlar. Bizim bu tip bir seçeneğimiz yok, dolayısı ile işleri çok çok pürüzsüzce çalışır şekilde yapmalıyız.”
Thomas aynı zamanda “sürtünme ve atalet yükü” konularını zor sorunlar olarak belirtiyor. “Kanat menteşesi üzerindeki yüksek baskı, motorun kanat ağırlığından yaklaşık 50 kat daha fazla bir ağırlığı görmesi demektir. Dolayısı ile kanat ağırlığını aşağıya çekmek çok büyük fayda sağlar. Benzer olarak aerodinamik yüklerin dışında motorların yaptığı bütün iş kanat çırpma sistemindeki sürtünmeye karşı çalışmaktır. Sistemdeki sürtünmeyi aşağıya çekmek büyük katkılar sağlar” diyor.
Olumlu olan şeyler arasında ekibin elektronik bileşenleri kolayca edinilir olmasından faydalanmasını sayabiliriz. Mobil sanayi sağ olsun.
“Sıradışı olan şey ve bu tip bir projeyi mümkün kılan faktörlerden biri mobil telefon endüstrisindeki parçaların edinilebilirliği. Çok düşük maliyetli MEMS ve sensörler, küçük antenler ve büyük bir elektronik skalasının varlığı gerçekten önemli rol oynadılar. Şunu fark ettim ki son birkaç yıl içerisinde gelişmeler hayat buldukça piyasalara büyük miktarda bileşen ulaşmış. Aynı zamanda giyilebilir piyasasının da kısmi rolü oldu… Ki bunlar herkesin ulaşabileceği şeyler. Tabii ki biz de bunları kullanıyoruz.”
Yusufçuk böceğine benzeyen Skeeter, en çok 120 mm uzunluğunda olarak planlanmış. Ağırlığı ise 20 gramdan daha az (kamera, navigasyon sensörleri ve diğer gerekli iletişim araçları dahil). Azami hız sınırı ise saatte 45 km olacak şekilde düşünülmüş. Caccia uçuş süresi ile ilgili olarak ‘kullanılabilir’ tabirini kullanıyor (yani bir saat bile değil). Bununla birlikte bunun rüzgar koşullarına bağlı olduğunu da belirtiyor. Aynı zamanda kanatlı bir drone’un havada süzülebileceğini de belirtiyor. Böylece batarya gücünden tasarruf edilmiş olacak.
Caccia “Menzil radyo sinyaliyle sınırlandırılacak. Bu da en fazla 1.000 metre kadar olabilir. Her bir cihaz için hedeflenen fiyat binli rakamların altında olmakla birlikte, fiyatların aşağı çekilip çekilemeyeceğini zamanla göreceğiz” dedi.
Kesin olan bir şey var: Eğer Skeeter’ın ayakları yerden kesilecek olursa, bu şey oldukça sipariş bir hayvan olacak. Askeri sahipleri için yapılmış bir drone. Fakat, Skeeter yusufçuk böceklerinin ticari ekibince kapınıza getirilen bir Amazon gönderisini aldığınızda tehlikede olmayacağınız gibi, Caccia çırpan kanat teknolojisinin yalnızca sessiz gözetleme mikrodrone’ları olarak kullanılmanın ötesinde şeyler vaat ettiğini düşünüyor. Şurası kesinlikle doğru ki orduca finanse edilen bir teknoloji, pahalı araştırma/geliştirme çalışmaları yapıldıktan sonra tüketici alemine düşer. Özellikle de drone teknoloisinin kendisi için geçerli bir şeydir bu.
Daha büyük kanatları olan bir drone yük taşımacılığı da yapabilir mi? Örneğin nakliye amaçlı olarak? Caccia olabileceğini düşünüyor, fakat bu tip bir cihazın kanat genişliğinin yarım metre ile bir metre arasında olması gerekeceğini belirtiyor. Ki bu da maalesef dev yusufçuk drone’larının şehir taşımacılığında kullanımının düşük bir ihtimal olmasını beraberinde getiriyor. Belki uç durumlar için olabilir. Örneğin; uzak bölgelere insanı yardım taşıma maksadıyla.
Caccia “Bence nakliye droneları gülünç bir fikir. Bunun gerçekleşeceğini sanmıyorum. Bir çeşit fantezi bu. Fakat büyük ölçekli Skeeter’ın örneğin ziraat, ya da büyük alanlı bölgelerin tetkiki gibi konularda kullanılabileceklerini düşünüyorum” diyor.
“Quadcopter tipi bir şeyin bu amaçla kullanılması ihtimali oldukça düşük zira uçuş süresi çok düşük. Dolayısı ile bu şeyin kesinlikle keşfedilmeye değer bir şey olduğuna inanıyorum.”
Ekip, mikrodrone ölçeğinde dahi kanat çırpma ile itmenin zirai kullanım maksatları için uygun olduğunu düşünüyor. “Keşfetmek istediğim alanlardan biri seralardaki hassas ziraat. Droneları, bütün serayı gübrelemek ya da ilaçlamak yerine, bitkilere ihtiyaç duydukları düşük dozlarda gübre ya da zirai ilaç sağlamak üzere kullanmak, özellikle mevcut drone’ların seri üretimine geçtiğimiz zaman iyi bir kullanım alanı olacaktır. Böylece fiyatlarını da makul rakamlara çekebiliriz.”
Firma, hidro güç üretimi ve itme gücü kazanımı açısından kanat çırpmanın suda kullanım olasılığını da araştırıyor.
