Британские инженеры из Имперского колледжа Лондона создали аппарат, способный выныривать из воды и перелетать на относительно большое расстояние с помощью простого реактивного двигателя.
Как сообщается, экспериментальное устройство представляет собой планер из углеродного волокна массой 160 граммов, состоящий из цилиндрической камеры сгорания объемом 491 миллилитр с соплом диаметром 6,8 миллиметра, изначально заполненной воздухом, удерживающим часть агрегата над водой, водозащищенного блока управления с аккумулятором, а также отсека с карбидом кальция, вмещающего 0,2 г вещества.
Схематическое изображение полета планера и его внутреннего устройства, включая отсек для синтеза ацетилена и электронные компоненты.
Находясь, например, в реке, планер набирает воду из окружающей среды, причем одна часть воды заполняет камеру сгорания, а другая направляется в отсек с карбидом кальция, который при контакте с водой самопроизвольно вступает в интенсивную реакцию с образованием газообразного ацетилена. Ацетилен по трубке затем поступает в камеру сгорания, где смешивается с воздухом.
После набора нужного количества газа аппарат поджигает его с помощью искры, в результате чего вода выталкивается из камеры сгорания с большой силой, что двигает планер вперед и заставляет его взлететь.
Отдельно 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.
Эксперименты показали, что 20-сантиметровый планер улетает на максимальное расстояние, составляющее 26 метров, при соотношении воды и газа в камере сгорания по объему около двух к трем частям. При этом на производство достаточного количества ацетилена расходуется около 53 мг карбида кальция.
На то, чтобы «зарядиться» газом, у планера уходит около 20 минут. При поджоге ацетилена давление внутри камеры за 25 миллисекунд повышается в среднем до 6,4 атмосфер, благодаря чему вода вытесняется из камеры с тягой до 43 ньютонов. Во время одного из 22 полетов аппарат ускорился до десяти метров в секунду. Максимальная высота, на которую удалось подняться агрегату во время экспериментов, составила 8,3 м.
Сейчас аппарат не имеет компонентов, которые бы позволяли ему контролировать движение во время полета, однако в дальнейшем инженеры собираются создать на основе планера полноценный «водоплавающий» дрон с автономным управлением.
Предполагается, что подобные устройства найдут применение, прежде всего, при сборе проб воды во время стихийных бедствий, таких как наводнения, а также для мониторинга загрязнения океана.
Эксперименты показали, что конструкция планера позволяет ему держаться на воде и не переворачиваться даже при относительно неспокойной водной глади.
Источник: N+1