Droneteam Twente geeft drone efficiënter vleugelontwerp

Alexander Pil
17 mei

Studententeam Droneteam Twente heeft zijn nieuwste drone onthuld: Thunderbird. De drone is ontworpen voor medische hulpverlening, maakt gebruik van een efficiënt vleugelontwerp en haalt een topsnelheid van 120 kilometer per uur. Met deze drone gaat het team de strijd aan met meer dan dertig andere teams tijdens de Imeche UAS Challenge 2022, waar de drone een gesimuleerde reddingsmissie uitvoert.

Doordat de voor- en achtervleugels van de Thunderbird met elkaar verbonden zijn, heeft de Twentse drone meer opwaartse kracht en minder luchtwervelingen.

Droneteam Twente (editie 2021-2022) werkt sinds september aan de ontwikkeling van de nieuwe drone. Thunderbird borduurt voort op de drone Phoenix en is efficiënter terwijl er een pakket wordt vervoerd. De drone heeft eveneens een groter bereik: meer dan 30 kilometer. Philippe Damoiseaux, technisch manager van het team: ‘Een van onze doelen is het innoveren van de drone-industrie. Daarom hebben we dit jaar een unieke drone ontwikkeld. De vleugel loopt helemaal rondom de romp. Dit wordt een box-wing genoemd. Dit principe vermindert de luchtweerstand, maar is nog maar weinig getest.’

Aerodynamicus Bas Kluijtmans vult aan: ‘Een cruciale parameter voor efficiëntie is de lift-to-drag-ratio. Hoe hoger deze waarde, hoe efficiënter de vleugels, wat betekent dat je je medische hulp verder kunt dragen en meer wedstrijdpunten kunt scoren. Met het nieuwe ontwerp hebben we meer opwaartse kracht en minder luchtwervelingen, omdat de voor- en achtervleugels met elkaar verbonden zijn. Ook kun je de horizontale stabilisator weglaten, waardoor de luchtweerstand nog verder afneemt. De verminderde weerstand betekent ook dat de snelheid omhoog gaat. De nieuwe drone kan een topsnelheid van 120 km/u halen.’

Lichtgewicht drone

Met een maximaal wedstrijdgewicht van tien kilogram inclusief lading, is gewicht een belangrijk punt voor het team. Om een zo laag mogelijke massa te bereiken, maakt het team gebruik van een volledig 3D-geprinte romp met een intern carbon frame. Shervin Tochani, structureel ontwerper van het team, legt uit hoe dat werkt: ‘We gebruiken een speciale schuimachtige kunststof die we net sterk genoeg kunnen maken om de aerodynamische belasting te weerstaan. Vervolgens worden deze structurele krachten overgebracht op het interne carbon frame. Zo kunnen we een drone bouwen met een spanwijdte van twee meter en hem op het gewicht van ongeveer een bowlingbal houden.’

Reddingsmissie

De competitie waar het team dit jaar aan deelneemt is de Imeche UAS Challenge, die plaatsvindt van 6 tot 8 juli 2022. Dit is een jaarlijkse wedstrijd met als doel drone-innovatie aan te moedigen. 34 studententeams nemen het tegen elkaar op met zelf ontwikkelde drones en helikopters. Tijdens het evenement moet de drone een gesimuleerde reddingsmissie bij een overstroming uitvoeren door autonoom te navigeren naar de hulpbehoevende locatie en daar het medisch hulppakket te leveren. Hoe efficiënter de drone dit doet, hoe meer punten. Dit jaar is het doel van Droneteam Twente de top drie.

Fortunes of High Tech

Medische hulp in Afrika

Het Twentse team wil meer dan alleen een prijs. ‘We willen dat onze drone-innovaties in de echte wereld worden toegepast voor humanitaire doeleinden. Daarom zoeken we naar toepassingen samen met ontwikkelingshulporganisatie, bijvoorbeeld in Afrika’, vertelt Damoiseaux. ‘In deze gebieden is medische hulp moeilijk bereikbaar. De wegen zijn ongeschikt voor auto’s, of dorpen liggen niet op de juiste plaats op de kaart. Dit kan tot problemen leiden als er bijvoorbeeld een ambulance nodig is. Hiervoor zijn goedkopere en efficiëntere drones van cruciaal belang. Thunderbird is ontwikkeld als een goedkoop alternatief door gebruik te maken van een 3D-geprinte buitenkant, dat gemakkelijk en duurzaam kan worden gerepareerd. Voorbeelden waarbij drones zouden kunnen helpen zijn tijdgevoelige leveringen, zoals vaccins, medicijnen en bloed. Maar drones kunnen voor meer dan dat worden gebruikt. In de toekomst zijn autonome drones gemeengoed. Wij gaan dat mogelijk maken.