Возвратно -поступательная химическая мышца (RCM) — это механизм, который использует преимущество превосходной плотности энергии химических реакций . Это регенеративное устройство, которое преобразует химическую энергию в движение посредством прямой негорючей химической реакции.
RCM способен генерировать автономные биения крыльев из химического источника энергии. Его также можно использовать для подачи небольшого количества электроэнергии на бортовые системы управления. Он также помогает в дифференциальном улучшении подъемной силы на крыльях для достижения крена, тангажа и, следовательно, управляемого полета. Технология RCM особенно полезна при производстве микровоздушных транспортных средств, похожих на насекомых . Первое поколение RCM было большим и имело возвратно-поступательную частоту около 10 Гц. Разработанные более поздние поколения [1] были намного меньше и легче. Кроме того, возвратно-поступательная частота этого поколения RCM достигала 60 Гц. Возвратно-поступательная химическая мышца была изобретена профессором Робертом К. Майкельсоном из Исследовательского института Технологического института Джорджии и реализована вплоть до четвертого поколения Нино Амареной из ETS Laboratories.
Конкретные преимущества RCM:
Возвратно-поступательная химическая мышца использует различные монотоплива в присутствии определенных катализаторов для создания газа из жидкости без сгорания . [3] Этот газ используется для приведения в действие возвратно-поступательных противостоящих цилиндров (в устройстве четвертого поколения) для создания достаточного движения (броска) с достаточной силой и частотой , чтобы обеспечить полет с машущим крылом. По состоянию на 2004 год, RCM был продемонстрирован в лаборатории Georgia Tech Research Institute для достижения достаточного броска, силы и частоты для работы 50-граммового энтомоптера при использовании высококонцентрированной (> 90%) перекиси водорода в присутствии запатентованного катализатора, разработанного ETS Laboratories. [4]
Возвратно-поступательная химическая мышца была разработана как приводной механизм для хлопающих крыльев энтомоптера. RCM повторно использует энергию много раз, прежде чем выпустить ее в окружающую среду. [5] Во-первых, она преобразует в основном тепловую энергию в хлопающее движение крыльев в энтомоптере. Затем тепло отводится для термоэлектрической генерации в поддержку вспомогательных систем. Отработанный газ от химического разложения топлива затем используется для создания частотно-модулированного непрерывного волнового акустического дальномерного сигнала, который нечувствителен к эффекту Доплера (используется для избегания препятствий). Затем отработанный газ пропускается через эжектор для увлечения внешних атмосферных газов с целью увеличения массового расхода и снижения температуры отработанного газа, чтобы можно было использовать компоненты с более низкой температурой ниже по потоку. Часть отработанного газа отводится в газовые подшипники для вращательных и линейных движущихся компонентов. Наконец, оставшийся отработанный газ направляется в крылья, где он используется для увеличения подъемной силы, контролируемой циркуляцией ( эффект Коанда ). Любой оставшийся газ может быть использован для векторной тяги , но если газовые бюджеты правильно спроектированы, не должно быть никакого лишнего газа за пределами точек управления циркуляцией. Характеристики RCM адаптированы к энтомоптерам для экономии энергии. [2]