Hoe kan een vliegende onbemande helikopter toch veilig landen als de motor uitvalt? Het antwoord hiervoor zocht Skander Taamallah van het NLR bij de gevleugelde zaden van de esdoorn.
De zaden van de esdoorn, bijgenaamd ’helikoptertjes’, zijn zo gebouwd dat ze langzaam vallen. De vliegcondities (autorotatie) zorgen ervoor dat de wind de zaden verder kan verspreiden. “Als de esdoornblaadjes vallen, dan draaien ze als een helikopter in autorotatie. Dit verspreidingsconcept van moeder natuur heb ik tijdens mijn promotieonderzoek gebruikt om onbemande helikopters veilig te laten landen”, zegt Taamallah.
Autorotatie is het effect dat wanneer de motor van een helikopter stilvalt, de hoofdrotor en de staartrotor vrij kunnen lopen. Wanneer een helikopter genoeg hoogte en/of snelheid heeft, zullen de rotors vanzelf blijven draaien, waardoor de helikopter in een glijvlucht veilig geland kan worden.
Taamallah modelleerde als eerste de dynamica van een kleine helikopter. Deze helikopter is ingezet in een helikopter simulatie omgeving. Vervolgens berekende hij de optimale baan van de onbemande helikopter waarvan de motor uitvalt. Vanaf het begin tot de landing, welke snelheid heeft de onbemande helikopter op alle hoogtes om zo zijn optimale vluchtprofiel vast te stellen. Als laatste onderdeel ontwikkelde Taamallah tijdens zijn promotieonderzoek een regelalgoritme. Deze zorgt ervoor dat de helikopter zo dicht mogelijk bij zijn optimale vliegroute blijft vliegen tijdens de onverwachte daling.
Voor Taamallah is er een belangrijke uitdaging die nog wacht: om de simulaties te kunnen valideren, wil hij met een kleine onbemande helikopter de geautomatiseerde autorotatie testen tijdens een echte vlucht. Daar kijken we met spanning naar uit!
Skander Taamallah is 18 september gepromoveerd aan de TU Delft. Download Phd book zijn proefschrift.
