AquaMav 2 — беспилотник, оборудованный водометным двигателем, работающим за счет микровзрыва

В 2016 году группа инженеров и исследователей из Имперского Колледжа в Лондоне представила нам беспилотного робота под названием AquaMav, который мог летать над водой подобно планеру и имел складные крылья, что позволяло ему нырять в воду, подобно морской птице, охотящейся на рыбу. Основными задачами, для которых создавался этот аппарат, являлся экологический мониторинг и взятие проб воды для анализа. Для того, чтобы снова взлететь с поверхности воды, у беспилотника AquaMav имелся одноразовый баллон с углекислым газом, а заряда энергии в аккумуляторной батарее хватало на 14 минут полета, что позволяло аппарату преодолеть расстояние в 5 километров.

Однако, наличие баллона с углекислым газом, связанных с ним элементов управления, аккумуляторной батареи и электродвигателя делало беспилотник AquaMav тяжелым и малоэффективным. Поэтому исследователи продолжили работы над его совершенствованием и придумали весьма необычное решение, вдохновленное летающей рыбой, которая использует воду для создания реактивной струи, позволяющей ей выпрыгнуть из воды и пролететь над водой некоторое расстояние планирующим полетом.

Новый беспилотник AquaMav 2 способен передвигаться, совершая относительно короткие (до 26 метров) прыжки. Вес беспилотника составляет всего 160 грамм, а в качестве топлива внутри у него находится 0.2 грамма карбида кальция. Попав на поверхность воды, робот начинает запускать воду внутрь его камеры, вода вступает в реакцию с карбидом кальция и вырабатывается горючий газ — ацетилен. После того, как в камере беспилотника скапливается достаточное количество ацетилена, смешанного с воздухом, производится его поджиг и микровзрыв выталкивает воду, что создает реактивную струю, позволяющую аппарату «выпрыгнуть» из воды.

Отметим, что запуск беспилотного аппарата с воды требует достаточно большой силы тяги, которая должна превосходить вес аппарата минимум в 25 раз. И если пытаться получить реактивную струю при помощи насоса и аккумуляторной батареи, то, ни о каком отрыве от поверхности и речи быть не могло. Использование химических реактивов и энергии микровзрыва позволило, в данном случае, преодолеть все препятствия и создать целое новое направления развития робототехники, предназначенной для действий в водной среде и в воздухе.

Робот AquaMav 2 был испытан в лаборатории, в специальном резервуаре, и в водах одного из озер. Эти испытания показали, что он достаточно хорошо способен подниматься в воздух, и мало зависит от изменчивых условий окружающей среды. Но главным преимуществом является то, что AquaMav способен совершать многократные «прыжки», что позволит ему собрать образцы воды на различных участках одного или нескольких близких водоемов.

«По большому счету, теперь осталось лишь установить на робота AquaMav пакеты различных датчиков. А дальность его действия увеличивается достаточно просто — путем увеличения количества карбида кальция» — пишут исследователи, — «В настоящее время мы проводим первые тесты по контролю воздушного и водного пространства при помощи этих роботов. А в ближайшем времени намечены их полевые испытания на просторах Мирового Океана, где роботы смогут собирать данные, важные для понимания нами экологических и климатических изменений».