Наприкінці 1480-х років Леонардо да Вінчі намалював розумний дизайн гелікоптера для однієї людини, який приводиться в рух «повітряним гвинтом». Можливо, ви бачили його малюнки й думали, чи зможе він коли-небудь полетіти. Тепер ми знаємо відповідь, що італійський геній мав рацію. Починаючи з 2019 року, команда інженерів Університету Меріленду розробила та випробувала базову технологію в рамках конкурсу проєктування. Потім протягом останніх півтора року член команди Остін Прет (Austin Prete) побудував Crimson Spin, безпілотний квадрокоптер, використовуючи гвинтоподібний дизайн да Вінчі, і здійснив кілька коротких подорожей.
Аспірант факультету аерокосмічної техніки університету, Остін Прет, який побудував цей квадрокоптер для отримання ступеня магістра, був абсолютно здивований, що це спрацювало. Спочатку він та інші члени команди були налаштовані скептично. Але все більше захопилися дизайном да Вінчі після того, як комп’ютерне моделювання та 3D-друковані прототипи гвинтів показали багатонадійні тенденції.
Минулого тижня на конференції Transformative Vertical Flight 2022 у Сан-Хосе, штат Каліфорнія, він представив свої результати та перше відео польоту дрона Crimson Spin. Проєкт є хорошим прикладом того, як сучасні технології відрізняються від звичайних літаків і вертольотів. На конференції була представлена колекція екзотичних пристроїв, які можуть злітати вертикально, як гелікоптер, а потім літати горизонтально, як літак. Такі компанії, як Kitty Hawk, Airbus, Transcend Air і Jaunt, сподіваються, що вони революціонізують судноплавство та перевозитимуть людей у повітряних таксі. Хоча Прет побудував лише невеликий безпілотник, ця технологія могла працювати з дроном, достатньо великим, щоб витримати вагу людини.
Аспірант з Меріленду скористався матеріалами, які да Вінчі не міг отримати. Сучасні будівельні матеріали епохи Відродження, як-от дерево та шкіра, занадто щільні для літаків. Да Вінчі також не мав компактних джерел енергії. А Прет мав доступ до алюмінію, пластику, електричних двигунів, батарей і комп’ютерних систем керування, що зробили можливим гвинтовий дизайн. Також було розроблено програмне забезпечення для автоматизованого проєктування та обчислювальну гідродинаміку, яку Прет використовував для розробки прототипів та імітації аеродинаміки всередині комп’ютера.
Сучасні технології квадрокоптера також допомогли зробити дизайн практичним. Вони керуються незначними змінами швидкості гвинта, які так чи інакше нахиляють безпілотник. Було б набагато складніше спробувати побудувати конструкцію з одним валом, як звичайний гелікоптер. Вертольоти використовують складні механізми й елементи керування для постійного регулювання нахилу кожного ротора під час його обертання. Однак, існує багато проблем, включно з більшою вагою гвинтів і потенційною нестабільністю.