Дослідження сучасних інженерів виявили, що гвинт Леонардо да Вінчі, розроблений понад 500 років тому, може зменшити шум безпілотників.

Ідея, що здається фантастичною, отримала наукове обґрунтування. Інженери Університету Джона Хопкінса порівняли проєкт повітряного гвинта Леонардо да Вінчі з типовим дволопатевим ротором дронів. Вони з’ясували, що форма, запропонована митцем епохи Відродження, забезпечує підйом при меншій механічній потужності та значно нижчому рівні аероакустичного шуму. «Гвинт да Вінчі генерує значно меншу акустичну інтенсивність при тій самій чистій підйомній силі», — зазначено у звіті.

Винахід епохи Відродження, що обганяє час

Леонардо да Вінчі не мав технічних засобів для реалізації власних задумів, але його концепція гвинтового підйому лишалася натхненням. «Повітряний гвинт Леонардо — одна з найперших ідей ротаційного польоту», — наголошують автори. Його ескіз — спіралеподібний гвинт, який повинен був обертатися під дією м’язової сили, — став іконою ранньої аеродинаміки.

Незважаючи на свою символічну цінність, конструкція майже не вивчалася з точки зору сучасної аероакустики. Це стало відправною точкою для нового аналізу. Вчені створили цифрову симуляцію, яка дозволила змоделювати поведінку гвинта у повітряному потоці на різних режимах роботи. Їхня мета — оцінити, як така конструкція може зменшити шум дронів у реальних умовах.

Проблема шуму — бар’єр для масового впровадження

Попри розвиток технологій, дрони досі не стали повсюдним транспортом майбутнього, зокрема через рівень шуму. Як зазначив співавтор дослідження Сурьянш Прахар: «Аероакустичний шум залишається однією з головних причин, що обмежує використання дронів у густонаселених районах». Це перешкоджає розвитку таких послуг, як доставка їжі чи медикаментів безпілотниками у міському середовищі.

Інженери зосередили увагу на рівні шуму, що генерується ротором, та на механічній потужності, необхідній для досягнення підйомної сили. Вони порівняли стандартний дволопатевий ротор із конструкцією Леонардо, адаптованою для сучасного матеріалу й масштабу. Хоча гвинт Леонардо має нижчий коефіцієнт підйому, він забезпечує ефективність на іншому рівні — за рахунок зниження енергоспоживання та шуму.

Аеродинамічна ідея з майбутнім

Гвинт да Вінчі демонструє неочікувано високий потенціал у тихих польотах, особливо важливий у чутливих зонах — біля лікарень, житлових кварталів чи заповідників. Основна причина — велика змочена поверхня і менша швидкість обертання, які дозволяють зменшити турбулентність. Саме турбулентність є головним джерелом шуму при обертанні лопатей.

Попередні експерименти показували подібні результати. У 2020 році команда Університету Меріленда представила проєкт Elico — квадрокоптер із конічним ротором, натхненним гвинтом Леонардо. Цей проєкт переміг у конкурсі Товариства вертикальних польотів.

Новітнє дослідження йде далі — воно пропонує кількісне порівняння аероакустичних властивостей двох типів роторів, що вперше дає аргументи на користь нестандартної геометрії у прикладному контексті.

Дизайн не для заміни, а для доповнення

Науковці не закликають негайно відмовитися від сучасних рішень. Метою дослідження є не повна заміна класичних роторів, а відкриття нових геометричних підходів, які можна адаптувати для спеціалізованих дронів. Наприклад, для екологічного моніторингу, кур’єрських доставок чи зйомок у містах, де низький шум критично важливий.

«Конструкція не є оптимізованою з точки зору продуктивності», — визнають автори. Але водночас вони підкреслюють: альтернативні форми ротора мають потенціал, який варто досліджувати глибше. Ця ідея — не просто відродження минулого, а приклад того, як історичні концепти можуть дати поштовх інноваціям.

Повернення до творчого мислення Леонардо

Леонардо да Вінчі не мав доступу до чисельного моделювання чи композитних матеріалів, але мав унікальний дар бачити суть явищ. Його інтуїція виявилася неймовірно точною навіть за сучасними стандартами. І хоча його гвинт ніколи не підняв людину в повітря, його ідеї стали джерелом натхнення для інженерів XXI століття.

«Відповіді на питання дронів можуть народитися завдяки здатності Леонардо мислити нестандартно», — зазначають дослідники.

Отже, гвинт да Вінчі не лише мистецька пам’ятка, а й технічна ідея, що може змінити майбутнє безпілотних технологій.