אם זה ממריא כמו ברווז וצולל כמו ברווז... אז זה כנראה מזל"ט!?

מאת: עמיר ויס

כלים זעירים המסוגלים לפעול הן באוויר והן במים בהשראת עופות ים וחיות ימיות

בטבע קיימים בעלי חיים היודעים להתאים את תפקודם לתנאים סביבתיים שונים, ומסוגלים לעבור ביעילות בין סביבות מובחנות. כך למשל, הדיונון הענק משגר את עצמו מן המים לאוויר באמצעות סילון מים; הסלמנדרה מסוגלת ללכת על היבשה ולשחות במים. בהשראת הטבע, מפותחים כיום מוצרים הנדרשים לפעול בתנאים סביבתיים שונים, ולהתאים את עצמם למעברים בין סביבות, למשל, מעבר בין אוויר למים, יבשה לאוויר, או מים ליבשה.

סביבה של מים וסביבה של אוויר שונות מאוד זו מזו; התכונות המאפיינות כל סביבה, למשל, צפיפות, טמפרטורה, לחץ, וכד', מציבות אתגר בפני הבאים לפתח כלי המסוגל לעבור ביעילות בין אוויר למים ולהפך, ולתפקד היטב בשתי סביבות אלו.

חוקרים מאוניברסיטת שרברוק (Sherbrooke) שבקנדה פיתחו מזל"ט קבוע-כנף (SUWAVE)   Sherbrooke University Water-Air Vehicle, הממריא מאגמים ונוחת בהם בתהליך שתוכנן בהשראת עוף המים מלארד (Mallard duck). מטוס קבוע-כנף יעיל לשיוט ולשהייה ממושכת באוויר, אך לרוב הוא מחייב תשתית תומכת להמראה ולנחיתה. לעומת זאת, מזל"ט ה-SUWAVE  תוכנן כך שהוא נוחת "נחיתת אונס" מבוקרת על משטח מים. המזל"ט נטען באנרגיה סולארית כאשר הוא צף על המים, וממריא ממשטח המים באמצעות מנגנון מכני ייחודי: החלק המרכזי של גוף המזל"ט מכיל ציר אשר בצידו האחד סוללה ובצידו השני מדחף. הטיית הציר גורמת להטיית גוף המזל"ט ולהוצאת המדחף מהמים. לאחר מכן מנוע המזל"ט מופעל, והציר מתיישר עם המזל"ט בכיוון הטיסה.

 

חוזק המבנה של המזל"ט ומימדיו הקטנים – משקלו 580 גרם – מאפשרים לו לעמוד בנחיתה האגרסיבית אך המבוקרת. המזל"ט תוכנן גם להיות עמיד במים ובעל כושר ציפה.

מזל"ט אחר, AquaMAV – Aquatic Micro Air Vehicle, פותח על ידי צוות חוקרים ב Imperial College of London . זהו כלי טיס הצולל לתוך מקור מים בהשראת יכולות הצלילה של עופות ים, מניע את עצמו לפעולה מתחת למים, ולאחר מכן חוזר לטוס באוויר. אפשר יהיה להשתמש בכלי כזה בעתיד לשיגור מצוללת ולחזרה אליה בתום המשימה.

גם ה AquaMAV הוא כלי קטן: משקלו כ-200 גרם ומוטת כנפיו היא של 60 ס"מ. לכן, הוא מסוגל לצלול למים מבלי להינזק מעוצמת הפגיעה במשטח המים. בעת הצלילה מתקפלות הכנפיים לאחור ב-90 מעלות, בדומה לאופן שבו עופות ים צוללים למים.

על מנת לפתח את יכולותיו של המזל"ט להמריא מן המים לאוויר, חקר הצוות את הדיונון המעופף,  Oceanic Flying Squid ,  המשגר עצמו לאוויר ע"י הזרקה לאחור של סילון מים. בהשראת הדיונון, הותקן במזל"ט זה מיכל לחץ המכיל CO₂ המשמש לשיגור הכלי אל מחוץ למים.

 

 

צוות נוסף של מעבדת מחקר רובוטית ב  Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, פיתח כלי זעיר קבוע-כנף UAAV - Unmanned Aerial-Aquatic Vehicle, המונע באמצעות מערכת הנעה יחידה המשמשת אותו גם באוויר וגם במים. כלי זה עובר מן המים לאוויר בהשראת יצור מימי נוסף - דג מעופף - המאיץ עצמו בתוך המים, ואז מזנק לאוויר ומשתמש בסנפיריו הארוכים ככנפיים לדאייה.

כלים אלו נועדו לעריכת מחקר ימי על ידי צילום או איסוף דגימות מתוך המים ועיבודן.