Chinese wetenschappers ontwikkelen drone die zichzelf kan opsplitsen in kleine dronezwerm

Chinese wetenschappers hebben een nieuw type drone ontwikkeld dat zich in een oogwenk kan opsplitsen in twee, drie, of zelfs zes kleinere drones. Elk van deze drones, elk met slechts één rotorblad, kan vrij vliegen en bewegen zoals een reguliere drone. Ze kunnen onderling communiceren en elk kan een specifieke rol vervullen. De technologie is ontwikkeld voor militair gebruik, maar er zijn ook vreedzame toepassingen denkbaar.

Doorbraak op gebied van luchtseparatie

Op het eerste gezicht lijkt de drone, die is ontwikkeld onder leiding van professor Shi Zhiwei van de Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, op een gewone multirotordrone. Maar schijn bedriegt: het toestel kan zich namelijk al vliegend opsplitsen in kleinere drones, die elk hun eigen taak uitvoeren, zoals commando, verkenning, volgen, en zelfs aanvallen – terwijl ze samenwerken om een missie te voltooien.

Het onderzoek betekent een doorbraak in luchtseparatietechnologie. Jarenlang hebben teams wereldwijd geprobeerd een praktische en efficiënte methode te vinden voor het gecontroleerd scheiden van drones in de lucht, maar de vooruitgang in deze technologie was traag vanwege de significante afname van vluchtefficiëntie wanneer traditionele drones werden gecombineerd.

Geïnspireerd door esdoornzaad

Het team van Shi stelt de uitdagingen rondom luchtseparatie te hebben overwonnen. De combinatie van drones zou een vluchtefficiëntie hebben die bijna tweemaal zo hoog is als die van een vergelijkbaar formaat multirotordrone. Wanneer deze kleine drones worden gecombineerd, kunnen ze sneller en verder vliegen dan alleen. Daarmee is voor het eerst bereikt dat gecombineerde drones beter presteren dan enkele drones. Zelfs na scheiding blijft hun vluchtefficiëntie meer dan 40 procent hoger dan die van traditionele kleine drones.

De inspiratie voor het team van Shi kwam van het esdoornzaad. Lang bewonderd door botanici voor zijn vermogen om door de wind over grote afstanden te worden gedragen, biedt de unieke structuur van het esdoornzaad – een vleugelachtige structuur die rond het zaad roteert – lift en stelt het in staat om te zweven of zelfs te stijgen als het waait. Hoewel het vliegprincipe van het esdoornzaad al eerder is toegepast bij de ontwikkeling van drones, lukte het nog niemand om de technologie daadwerkelijk inzetbaar te maken.

Unieke vluchtcontrolesoftware

Na talloze mislukkingen voerde het team uitgebreide en gedetailleerde windtunneltests uit en vond uiteindelijk een bladvorm die zowel gecombineerde vlucht als individuele vluchtefficiëntie ondersteunde. De samenvoeging van verschillende enkelbladige drones introduceert een unieke set fysieke kenmerken en vluchtcontrolelogica, radicaal anders dan de bekende multirotorontwerpen. Daarom moest het team bijna vanaf nul een fysiek model bouwen en unieke vluchtcontrolesoftware ontwerpen. Een andere uitdaging betrof de hoge snelheidscommunicatie tussen de kleine drones.

In vluchttests waren zowel het gecombineerde lichaam als de individuele drones stabiel. Hoewel de maximale vliegsnelheid van het gecombineerde lichaam niet kon wedijveren met sommige high-performance militaire drones, biedt het kunnen opsplitsen in afzonderlijke drones volgens de onderzoekers diverse voordelen ten opzichte van conventionele drones.

Verrassingseffect bij militair gebruik

De technologie kan ingrijpende gevolgen hebben bij militaire toepassingen. Wanneer een dronezwerm op de radar van vijandelijke luchtverdedigingssystemen verschijnt, worden anti-dronewapens en middelen toegewezen op basis van het aantal drones. Echter, als de dronezwerm plotseling in omvang toeneemt, zal dit niet alleen het verdedigingssysteem overweldigen maar ook een psychologische schok veroorzaken bij de tegenstander.

Volgens de wetenschappers zou een soldaat verschillende van dergelijke modules kunnen dragen en ter plaatse verschillende functies en hoeveelheden drones kunnen samenstellen om missies naar behoefte te voltooien. Daarmee zou men een groter tactisch voordeel over zijn tegenstanders verkrijgen.

Vreedzame doeleinden

De technologie kan ook voor vreedzame doeleinden worden ingezet, zoals het uitvoeren van search & rescue-missies. In plaats van dat één drone op zoek gaat naar vermiste personen of slachtoffers, zou een kleine zwerm van drones de taken kunnen verdelen en in dezelfde tijd een groter gebied kunnen afzoeken.

(bron: SCMP – coverafbeelding ter illustratie)