Горящий ацетилен вытолкнул воду из планера и планер из воды

Британские инженеры разработали планер, способный выныривать из воды на большой скорости благодаря простому реактивному двигателю. Планер набирает воду из окружающей среды, после чего часть воды заполняет камеру сгорания, а часть направляется в отсек с карбидом кальция, который производит ацетилен при контакте с водой. После синтеза достаточного объема ацетилена его смесь с воздухом поджигается, благодаря чему вода выталкивается из камеры сгорания с большой силой и двигает планер вперед. Эксперименты показали, что планер длиной около 20 сантиметров способен взлетать из воды и преодолевать до 26 метров, рассказывают авторы статьи в Science Robotics.

Существует множество проектов дронов для полетов в воздухе и роботизированных плавательных аппаратов. Кроме того, некоторые из них представляют собой гибриды, например, дрон с колесами для езды или робот, способный как плавать на поверхности воды, так и погружаться. Однако создание робота, способного работать как в воде, так и в воздухе — технически сложная задача, и таких проектов гораздо меньше. Почти все такие аппараты используют для полета винты, как в случае с американским квадрокоптером или швейцарским самолетом с крылом изменяемой стреловидности.

Инженеры под руководством Мирко Ковача (Mirko Kovac) из Имперского колледжа Лондона создали аппарат, способный выныривать из воды и перелетать на относительно большое расстояние с помощью реактивного двигателя. Аппарат представляет собой планер из углеродного волокна массой 160 граммов. В центре планера располагается цилиндрическая камера объемом 491 миллилитр с соплом диаметром 6,8 миллиметра. Сбоку, с другой стороны от планера, располагается водозащищенный блок управления с аккумулятором, а также отсек с карбидом кальция.

Карбид кальция при контакте с водой самопроизвольно вступает в интенсивную реакцию с образованием газообразного ацетилена. Инженеры оснастили отсек с ацетиленом насосом для прокачки воды и трубкой, через которую ацетилен поступает в камеру сгорания. После набора нужного количества газа аппарат может поджечь его с помощью искры и взлететь.

Эксперименты показали, что планер улетает на максимальное расстояние, составляющее 26 метров, при соотношении воды и газа в камере сгорания по объему около двух к трем частям. При поджоге ацетилена за 25 миллисекунд давление внутри камеры повышается в среднем до 6,4 атмосфер, благодаря чему вода вытесняется из камеры с тягой до 41 ньютона. Во время одного из 22 полетов аппарат ускорился до десяти метров в секунду.

Разработчики отмечают, что вода поступает в отсек для генерации ацетилена с помощью перистальтического насоса в виде отдельных капель, а не сплошного потока. Это позволяет использовать один объем карбида кальция многократно для повторных запусков после посадки на воду.

Ранее мы рассказывали о других разработках инженеров под руководством Мирко Ковача. Например, в прошлом году они создали дрон с защитным оригами-бампером. Он защищает компоненты дрона во время удара, а также гасит вращательное движение, обычно возникающее после контакта с какой-либо поверхностью под углом.

Григорий Копиев