Amerykańska armia poszukuje źródeł zasilania, które będą działać miesiącami. Dzisiejsze roboty mogą wiele, ale mają zasadniczą wadę – trzeba regularnie je tankować albo ładować ich baterie
Wojskowi inżynierowie postanowili udoskonalić silnik Stirlinga. To znany od ponad dwustu lat, bo wynaleziony w 1816 roku, silnik cieplny. Działa, gdy jeden koniec tłoka jest odpowiednio gorący, drugi zaś zimny. Najłatwiej uzyskać różnicę temperatur, podgrzewając jeden koniec za pomocą płomienia – ale źródłem energii nie musi być spalanie paliwa. Można wykorzystać zgromadzoną w akumulatorze energię elektryczną.
Dlaczego to lepsze od tradycyjnego napędu? Silniki Stirlinga są wydajniejsze i mogą przetworzyć na pracę do 40 procent dostarczanej energii (spalinowe zaś maksymalnie 30 procent). Próbowano je wykorzystywać do napędzania autobusów czy łodzi podwodnych. Jednak ze względu na łatwą dostępność paliw kopalnych w XIX i XX wieku silniki takie zostały wyparte przez parowe i spalinowe, a technologia rzadko była udoskonalana. W latach 80. ubiegłego wieku twierdzono wręcz, że potencjalne zalety tych silników są „niewielkie w porównaniu z silnikami Diesla”.
Trzeba przyznać, że ma swoje wady. Wymiana ciepła wymaga zastosowania dużych powierzchni, co zwiększa wymiary silnika. Można uniknąć tego problemu, stosując wysokie ciśnienia gazów w tłokach, ale to z kolei nastręcza problemy ze szczelnością.
Ale ma też niezaprzeczalną zaletę – silnik można zasilać dowolnym źródłem ciepła i przez dłuższy czas. W dobie odchodzenia od paliw kopalnych ma to dużą wartość – wykorzystać można energię elektryczną pochodzącą z odnawialnych źródeł.
Inżynierowie amerykańskiego Laboratorium Badawczego Armii należącego do Dowództwa Rozwoju Zdolności Walki (CCDC Army Research Laboratory) opracowali nowe ogniwa litowo-tytanowe, odpowiedni konwerter napięcia stałego oraz specjalny układ chłodzenia (im wyższe różnice temperatur, tym sprawniej działa silnik). Źródłem ciepła jest w ich rozwiązaniu energia elektryczna.
Adres filmu na Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=ilkuWxcwzV8
Źródło: Clearpath / YouTube
Wszystko to wymagało wiele pracy, bowiem, jak piszą, musiało zostać dopasowane do pojazdu, być niezawodne, działać także w gorące dni (kiedy ciepło ogranicza sprawność silnika) i zużywać jak najmniej energii. Ale udało się i przerobiony na taki napęd autonomiczny pojazd wojskowy firmy Clearpath Robotics sprawdził się w testach.
„Pewnego dnia autonomiczne roboty staną się lepsze od żołnierzy. Będą wykonywać ich zadania bez potrzeby snu, odpoczynku czy jedzenia”, mówi Justin Shumaker, szef laboratorium, które opracowało rozwiązanie. Widzi w tym wielki potencjał, bo autonomiczne roboty „oddalają żołnierzy od zagrożeń”.
Nie dodaje, że autonomiczne roboty na wyposażeniu wojsk wzbudzają sprzeciwy wielu naukowców i etyków. ONZ chciało takich maszyn zakazać w ubiegłym roku, ale decyzję zawetowały między innymi Stany Zjednoczone. Autonomiczne maszyny wojskowe są więc rozwijane bez ograniczeń.
Wspólne stanowisko w tej sprawie zajęli też specjaliści – co ciekawe, zarówno ci popierający zakaz, jak i rozwój takiej technologii.
Pozostawiając jednak autonomiczne rozwiązania wojskowe – możliwość napędu bez potrzeby częstego ładowania czy tankowania bardzo się przyda. Dziś każdy robot musi być podłączony do sieci lub wyposażony w solidny akumulator. Postęp w dziedzinie lepszego zasilania pozwoli na szybszy rozwój robotyki – kto wie, może pojawią się też zasilane ciepłem słońca (co, nawiasem mówiąc, byłoby bardziej wydajne niż za pomocą ogniw słonecznych).
Inżynierowie amerykańskiej armii chcą, żeby armia zaczęła wprowadzać ich rozwiązanie już tej wiosny.