W świecie dronów łatwo pomylić postęp z rutyną powolnej ewolucji. Z roku na rok dostajemy lepsze kamery, sprytniejsze algorytmy stabilizacji, bardziej dopracowane autopiloty, a przy tym cała branża coraz odważniej wchodzi w logistykę i usługi komercyjne. Tylko że pod tą warstwą elektroniki i oprogramowania wciąż leży ten sam fundament: włókno węglowe. Właśnie dlatego ciekawie robi się wtedy, gdy ktoś próbuje podmienić ten fundament, nie uciekając od twardych wymagań lotniczych.
Karbon w dronach jest jak beton w budownictwie. Działa, więc wszyscy udają, że nie ma alternatyw
W Tianjin odbył się niedawno lot testowy bezzałogowca, który według twórców ma być jednocześnie lżejszy od porównywalnych konstrukcji i wyraźnie tańszy w kwestii produkcji samego “szkieletu”. Mowa o dronie stałopłatowym w układzie tilt-rotor, czyli takim, który potrafi startować i lądować pionowo, a później przechodzić w lot poziomy. Jest to ważne z tej perspektywy, że w praktyce takie konstrukcje są projektowo bardziej skomplikowane i tym samym trudniejsze w produkcji niż klasyczny “skrzydlaty” dron katapultowany z ręki.
Czytaj też: Naukowcy zbudowali sztuczne oko inspirowane owadami. Drony dostaną zmysł, który trudno będzie zaskoczyć
Nie jest to też mały dron, bo jego rozpiętość skrzydeł sięga ok. 2,49 metra, masa ok. 6,8 kg, prędkość przelotowa ma przekraczać 100 km/h, a czas lotu ma przekraczać godzinę. Wprawdzie w samych liczbach nie ma nic magicznego, ale zestawienie VTOL + ponad godzina w powietrzu + konstrukcja materiałowo “inna niż zwykle” robi już wrażenie jako demonstrator technologii.
Bambus w lotnictwie? Tak, ale nie taki, jak podpowiada intuicja
Klucz jest w tym, że nie chodzi o bambus jako “drewno”, tylko o kompozyt na bazie bambusa, użyty jako zamiennik tradycyjnej tkaniny z włókna węglowego w części elementów strukturalnych. W przekazie zespołu podkreśla się, że ponad 25% bazowej struktury drona wykonano z takiego materiału, a całe “nadwozie” kadłuba, czyli m.in. osłony, powstały właśnie z bambusowego kompozytu, co ma stanowić pierwszy przypadek stałopłatowego UAV z tak dużym udziałem tego typu materiału.
Za projekt mają odpowiadać trzy podmioty: International Centre for Bamboo and Rattan, Ningbo Innovation Research Institute przy Beihang University oraz Long Bamboo Technology Group. Po stronie naukowej przewija się z kolei nazwisko Qin Daochun, który to jest wskazywany jako lider prac, a w opowieści o komercjalizacji pojawia się też wątek wykorzystania bambusa jako “lekkiego i bardziej zielonego” kierunku dla szybko rosnącej chińskiej gospodarki niskich pułapów.
Czytaj też: F-35 za drogie? Nasze wojsko weryfikuje samolot, który będzie polować na drony za ułamek kosztu
Najmocniejsza teza jest prosta: bambusowy kompozyt ma kosztować ok. jedną czwartą ceny standardowej tkaniny z włókna węglowego, a finalnie obniżać koszty struktury drona o ponad 20%. Problem w tym, że “cena włókna węglowego” nie jest stałą, bo zależy od gramatury, splotu, jakości włókna, śledzenia partii, a nawet tego, czy mówimy o materiale do zastosowań modelarskich, czy o klasie lotniczej. Sam bambus nie jest oczywiście jednym wielkim ratunkiem, bo robi się z nim ciekawie dopiero wtedy, gdy przestaniemy traktować go jak “biodegradowalny cud”. Naturalne włókna są z natury hydrofilowe, wchłaniają wilgoć i puchną, a to potrafi psuć parametry mechaniczne w czasie. Zwłaszcza gdy dochodzą do tego cykle temperatury, UV i długotrwałe starzenie środowiskowe. Dlatego też, żeby materiał nadawał się do sprzętu latającego, to musi być dobrze zabezpieczony, a w praktyce oznacza to żywice, powłoki i techniki wytwarzania, które same w sobie biodegradowalne nie są. Innymi słowy: nawet jeśli włókno pochodzi z rośliny, to cały laminat wciąż jest “prawdziwym kompozytem”, ze wszystkimi konsekwencjami serwisowymi i środowiskowymi.
Ciągle wiele pytań, ale obietnice “drona z bambusa” są wielkie
Zespół wskazuje, że zanim doszło do lotu, to wykonano ponad 100 eksperymentów prowadzonych w logice standardów zdatności do lotu, skupionych na wytrzymałości, udarności i podatności na formowanie. Warto też odnotować, że część informacji o “spełnianiu wymagań” co do nowych regulacji pochodzi z relacji medialnych, a nie z publicznie dostępnej dokumentacji materiałowej. South China Morning Post, powołując się na China Green Times, wspomina o testach obejmujących m.in. moduł sprężystości, odporność na uderzenia, stabilność lotu i wytrzymałość. To wciąż nie jest zestaw danych, który pozwala porównać ten nowy materiał z lotniczym CFRP warstwa po warstwie, ale przynajmniej pokazuje, że temat nie zatrzymał się na “ładnym prototypie”.
Jeżeli przyjąć narrację zespołu stojącego za tym dronem wprost, to dostajemy trzy obietnice: niższy koszt struktury, mniejszą masę oraz bardziej ekologiczny materiał. W praktyce każda z nich ma swoje haczyki. Masa jest w lotnictwie grą kompromisów, bo materiał może być lżejszy jako włókno, ale cięższy jako laminat, jeśli potrzebuje więcej żywicy lub większej grubości, by spełnić te same warunki wytrzymałościowe. Koszt spada tylko wtedy, gdy proces da się powtarzalnie zautomatyzować, a wilgoć i starzenie nie wymuszą drogiego nadmiaru zabezpieczeń. “Ekologiczność” jest natomiast prawdziwa dopiero wtedy, gdy policzymy cały cykl życia, a nie tylko pochodzenie włókna.
Czytaj też: Elon Musk nie uwierzy, co Rosja robi z jego Starlinkiem. Drony BM-35 dostały nową moc
Innymi słowy, chociaż “pierwszy taki dron z bambusa” brzmi rewolucyjnie, to wszystko rozbija się o szczegóły. Niewątpliwie prezentacji doczekał się ważny prototyp, który otwiera dyskusję o materiale spoza oczywistego zestawu, ale to nie jest jeszcze dowód, że bambus wygrywa z klasyką w lotnictwie. To raczej sygnał, że przy rosnącej presji kosztowej i regulacyjnej branża zaczyna szukać rozwiązań w miejscach, które do tej pory traktowała jako ciekawostkę.
