Spionerende stoomstrijkijzers; prototype van microvliegers moet over drie jaar klaar zijn

ZE HEBBEN NU nog de afmetingen van een modelvliegtuigje, maar de microvliegers die aan het Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) in Atlanta zijn ontworpen moeten uiteindelijk zo klein worden als een bromvlieg. Op het eerste gezicht lijkt het een hobby van modelvliegtuig-bouwers, maar het project is zeer serieus.

Zozeer zelfs dat de Amerikaanse Defense Advanced Research Projects Agency, het Air Force Institute of Technology en het Institute of Defense Analyses bij het onderzoek aan Georgia Tech betrokken zullen worden.

Militairen zijn op dit moment nog het meest geïnteresseerd in de zelfbestuurde vliegende machines die daar zijn ontwikkeld. Niet alleen zouden ze tijdens oorlogen veraf gelegen gebieden kunnen verkennen, ook voor spionage kunnen ze worden ingezet. Er zijn ook andere toepassingen denkbaar, zoals het doden van schadelijke insecten, het meten van uitlaatgassen en het inspecteren van gebouwen na een aardbeving. De vliegmachientjes moeten straks zo klein worden dat ze nauwelijks in de lucht worden opgemerkt. “Ze moeten volstrekt veilig en betrouwbaar opereren”, zegt Samuel Blankenship van Georgia Tech.

Autonoom bestuurde vliegende machines zijn niet nieuw. De Amerikaanse Association for Unmanned Vehicle Systems organiseert ieder jaar een wedstrijd waaraan de meest uiteenlopende vliegende gedrochten meedoen. De meeste indruk maakten tot nu toe de minihelikopters van de Stanford Universiteit, die met behulp van Differentieel GPS (een satellietnavigatiesysteem gecombineerd met grondstations) heel precies hun weg weten te vinden. Voor de meeste toepassingen zijn deze toestellen evenwel te groot, te onhandig of te gevaarlijk. Daarom willen de Stanford-onderzoekers de helikopters voorlopig alleen gebruiken voor verkenningsvluchten laag boven de grond. Radiografisch bestuurde modelvliegtuigjes kunnen weinig schade aanrichten, maar hebben weer een te geringe flexibiliteit. “Je kunt ook niet zomaar een Boeing 747 verkleinen en verwachten dat hij vliegt”, zegt Blankenship. “Regen, wind en luchtstromingen hebben op vliegende objecten van dergelijke afmetingen nu eenmaal een heel andere invloed. Vooral bij lage vliegsnelheden moeten ze toch in de lucht blijven.”

Om die reden wordt aan Georgia Tech met verschillende technieken geëxperimenteerd. Robert Englar werkt bijvoorbeeld aan een microvlieger met vaste vleugels. Die vleugels zijn voorzien van heel kleine gaatjes waaruit uitlaatgassen van de benzinemotor kunnen ontsnappen. Het principe herinnert aan een stoomstrijkijzer, alleen is de luchtstroming zo krachtig dat extra draagkracht wordt gegenereerd. Door de luchtstroming plaatselijk te variëren, kan de draagkracht beter over de vleugel worden verdeeld dan bij modelvliegtuigjes. Deze microvliegers zouden zeer snel kunnen opstijgen en landen en zelfs binnenshuis gebruikt kunnen worden. Robert Michelson werkt aan een heel ander type microvlieger: de entomopter. Het is een reusachtige wesp met pootjes en vleugels die met behulp van een kunstmatige spier heel snel op en neer bewegen. Door deze bewegingen kan elektriciteit worden opgewekt waarmee sensoren kunnen worden aangestuurd.

Het is de bedoeling dat de entomopter zo klein wordt als een bromvlieg, maar eerst moet het huidige model verbeterd worden. Voor aandrijving van microvliegers wordt zelfs het gebruik van nog te ontwikkelen micropuls-jetmotoren overwogen. Het onderzoek aan Georgia Tech beperkt zich niet tot vliegende machines. Andere teams ontwikkelen miniatuursensoren die door de microvliegers gebruikt kunnen worden. Deze uit glas vervaardigde sensoren zijn voorzien van golfgeleiders die licht kunnen opvangen en manipuleren. Met behulp van laserlicht kan de brekingsindex van een groot aantal stoffen worden geanalyseerd. De sensoren kunnen voor uiteenlopende taken worden gebruikt, maar zijn voor praktische toepassingen nog te groot (1x2 cm).

Voor de communicatie met de grond zal vermoedelijk gebruik worden gemaakt van hoge frequenties, zodat het communicatieverkeer gecodeerd kan worden. Georgia Tech hoopt binnen drie jaar een volwaardig prototype van zijn microvliegers te demonstreren. De kosten van dat eerste model worden geschat op 10 miljoen dollar. Uiteindelijk moeten de microvliegers niet meer dan duizend dollar gaan kosten.