حقق فريق بحث من كلية البيولوجيا الاصطناعية والتصنيع الحيوي بجامعة تيانجين مؤخرًا إنجازًا كبيرًا في تكنولوجيا الطائرات بدون طيار، حيث نُشرت النتائج التي توصلوا إليها في المجلة الأكاديمية الدولية الرائدة Nature. نجح الفريق في تطوير غلاف طائرة بدون طيار جديد يتمتع بقدرات -الشفاء الذاتي، ومكافحة-التجمد، والاستشعار الذكي، مما يوفر حلاً مبتكرًا للطيران المستقر في الظروف الجوية القاسية.
تواجه الطائرات بدون طيار التقليدية العديد من التحديات في التطبيقات العملية، خاصة في البيئات القاسية مثل الشتاء على ارتفاعات عالية، حيث يتشكل الجليد بسهولة على جسم الطائرة. ولا يؤدي هذا إلى الإضرار بالبنية الديناميكية الهوائية فحسب، بل يؤثر أيضًا بشدة على أداء الرحلة، مما قد يؤدي إلى وقوع حوادث. تستهلك أنظمة إزالة الجليد- الحالية، مثل تلك التي تعتمد على الاهتزاز الميكانيكي أو أجهزة التسخين الكهربائية، طاقة إضافية، مما يقلل بشكل كبير من وقت طيران الطائرة بدون طيار، بينما تحمل أيضًا خطر الفشل، مما يجعل من الصعب ضمان سلامة الطيران بشكل كامل.
يستخدم الغلاف الجديد الذي طورته جامعة تيانجين مادة بوليمر مرنة ذاتية الإصلاح-مدمجة ببراعة مع كبسولات دقيقة. عند حدوث تشققات أو أضرار أخرى على سطح القشرة، تطلق الكبسولات الدقيقة تلقائيًا عامل إصلاح لملء الشقوق بسرعة، مما يؤدي إلى شفاء القشرة ذاتيًا-واستعادة قوتها الأصلية. يشتمل الغلاف الخارجي أيضًا على شبكة تسخين نانوية- تعتمد على الجرافين أو أنابيب الكربون النانوية، والتي تنظم درجة الحرارة بدقة وتمنع تكون الجليد بشكل فعال. والأهم من ذلك، أن الغلاف الخارجي مزود بمجموعة مستشعرات حساسة للغاية تراقب المعلمات البيئية في الوقت الفعلي. تتنبأ هذه المستشعرات، إلى جانب الخوارزميات الذكية، بشكل استباقي بالمخاطر المحتملة وتطلق آليات الحماية، مما يضمن سلامة الطيران الشاملة للطائرة بدون طيار.
وبعد اختبارات معملية صارمة، أظهر هذا الغلاف الخارجي الجديد أداءً استثنائيًا. حتى بعد الخدوش، فإنه يستعيد قوته الأصلية في غضون دقائق ويحمي بشكل فعال من التجمد في الظروف البيئية المعقدة والقاسية. إن تصميم الاستشعار والإصلاح المتكامل "على مستوى الجسم-" لا يقلل الوزن الإجمالي للطائرة بدون طيار فحسب، بل يعمل أيضًا على تحسين كفاءة استخدام الطاقة. وهذا أمر بالغ الأهمية لتطبيقات الطائرات بدون طيار في مختلف المجالات، بما في ذلك البحوث العسكرية والمدنية والعلمية. كما أنها تحمل وعدًا كبيرًا للتسويق التجاري في المستقبل، ومن المتوقع أن تدفع صناعة الطائرات بدون طيار إلى مرحلة جديدة من التطوير.