Vliegen als een albatros en varen als een zeilboot

Wat gebeurt er als je een albatros en een zeilboot kruist? Volgens onderzoekers van het Amerikaanse MIT eindigt dat in een hybride, robotachtig zweefvliegtuig dat het beste van de land- en luchtwereld combineert. Het team ontwikkelde een zweefvliegtuig dat zweeft als een vogel en als een zeilboot over het water scheert. Met dit verschil dat de dit vaar/vliegtuig minder wind nodig heeft dan een albatros om in de lucht te blijven en 10 keer sneller gaat dan een zeilboot.

De albatros is een knap staaltje luchtvaarttechniek – zijn fysiologie maakt van deze vogel een lange-afstand-zwever. De lange, tapse vleugels kunnen een spanwijdte bereiken van ruim 3,5 meter. Krachtige rondingen en pezen zorgen ervoor dat de vleugel ook lange tijd in dezelfde positie kan worden gehouden. Het afleggen van afstanden van 10.000 km is voor de vogel geen uitzondering. Daarbij maakt de vogel slim gebruik van de verschillende snelheden tussen luchtlagen. Door van een hoge, snellere luchtlaag naar een lagere, langzamere te gaan kan de vogel versnellen zonder zijn vleugels te gebruiken.

Een vergelijkbaar principe vinden we bij de zeilboot: deze beweegt op het raakvlak van twee verschillende media, lucht en water.  Het grote verschil met de albatros is dat deze al van zeer kleine verschillen in windsnelheid profiteert, terwijl de zeilboot meer nodig heeft. De MIT-onderzoekers vroegen zich af of de positieve eigenschappen van beide niet in één transportmiddel zijn onder te brengen.

Het resultaat is een drone-achtig zweefvliegtuig met een gewicht van nog geen 3 kg dat een spanwijdte heeft van 3 meter en een mesvormige kiel die in het water kan worden gestoken. Verder is het vaar/vliegtuig voorzien van GPS, meetsensoren, automatische pilootfunctie en ultrasone hoogtemeter. Hiermee kan de hoogte ten opzichte van het water nauwkeurig worden geregeld. Zo kan het vaar/vliegtuig zich verplaatsen vlak boven maar kan ook de kiel net onder water worden gestoken.  Op deze manier kan het vaar/vliegtuig bij sterke wind zweven en profiteren van de luchtlagen terwijl de kiel kan worden neergelaten wanneer de wind minder wordt om zo weer meer snelheid te krijgen. Met deze combinatie van technieken kan een snelheid worden bereikt die 10 keer groter is dan die van een zeilboot, terwijl de ‘actieradius’ ten opzichte van een albatros een factor drie groter is.

Naast een vleugel en kiel heeft de drone-achtige Albatross een driehoekig zeil voor op het water. Volgens de berekeningen van de onderzoekers kan het vaar/vliegtuig een snelheid van 20 knopen (37 km/u) bereiken bij een wind die met een snelheid van 6 knopen (9,3 km/u) waait.
De onderzoekers hopen dat het vaar/vliegtuig een oplossing biedt om grote delen van de oceaan, die nu niet of tegen hoge kosten bereikbaar zijn, beter te kunnen monitoren. Zo kan worden gevolgd wat de impact is van de klimaatveranderingen op deze delen van de oceaan. Beelden van een testvlucht vind je hieronder.