Inovasi dalam Teknologi Propulsi Drone dan Kapal Selam Meningkatkan Efisiensi

Para insinyur di University of Michigan menciptakan prototipe bola dengan dimples yang dapat diatur untuk mengurangi hambatan udara secara signifikan. Teknologi ini terinspirasi dari bola golf yang memiliki dimples untuk memperpanjang jarak terbang dengan mengurangi drag. Bola ini menggunakan lapisan lateks dengan dimples yang bisa dihidupkan atau dimatikan melalui pompa vakum, memungkinkan penyesuaian tekstur permukaan secara dinamis sesuai kecepatan aliran udara yang masuk. Pengujian di terowongan angin menunjukkan bahwa dimples dangkal paling efektif untuk kecepatan tinggi, sementara dimples lebih dalam bekerja lebih baik pada kecepatan rendah, dan secara keseluruhan drag dapat dikurangi hingga 50%. Selain mengurangi drag, pengaktifan dimples secara tidak seragam pada satu sisi bola mampu menghasilkan gaya angkat yang memungkinkan bola bergerak secara lateral tanpa komponen yang bergerak, menawarkan solusi manuver yang efisien. Teknologi ini memiliki potensi besar untuk diaplikasikan pada kendaraan udara dan bawah air tanpa awak, yang akan meningkatkan efisiensi bahan bakar dan kemampuan manuver, serta mengurangi kebutuhan akan sistem propulsi mekanis yang kompleks.

Para ilmuwan di China menemukan teknologi baru yang menggunakan plasma untuk meningkatkan efisiensi drone yang terbang sangat tinggi. Pada ketinggian lebih dari 10.000 meter, udara menjadi sangat tipis, sehingga drone sulit menghasilkan gaya angkat yang cukup untuk tetap terbang terutama saat kecepatan rendah. Dengan teknologi plasma ini, udara di sekitar sayap drone diubah menjadi partikel bermuatan listrik sehingga bisa mengontrol aliran udara sehingga tetap melekat pada sayap. Ini meningkatkan kemampuan drone untuk tetap terbang dengan stabil meski kecepatan drone menurun. Tim peneliti dari China Aerodynamics Research and Development Centre melakukan pengujian di terowongan angin dan menemukan bahwa teknologi plasma ini bisa meningkatkan rasio lift-to-drag sampai 88 persen. Ini artinya drone bisa terbang lebih lama dan lebih efisien tanpa harus mengorbankan kestabilan. Namun, penggunaan plasma juga menimbulkan efek samping berupa pusaran udara atau vorteks yang bisa menyebabkan ketidakstabilan pada drone saat manuver seperti naik atau berbelok tajam. Untuk itu, tim peneliti sedang mengembangkan sistem kontrol loop tertutup yang bisa mengatur plasma secara real-time agar penerbangan tetap aman. Jika teknologi ini berhasil diterapkan secara luas, drone mampu terbang lebih lama tanpa harus sering mengisi bahan bakar atau daya, sehingga meningkatkan kemampuan pengintaian, pemantauan bencana, dan operasi militer. Teknologi plasma ini juga berpotensi berkembang ke jenis pesawat dan kendaraan luar angkasa lainnya.

Para ilmuwan di China berhasil menunjukkan bahwa teknologi plasma excitation dapat meningkatkan kinerja aerodinamika drone yang terbang di ketinggian tinggi. Dengan menggunakan arus listrik tegangan tinggi, plasma yang dihasilkan mampu meningkatkan kemampuan sayap pesawat dalam menghasilkan angkat. Penelitian yang dilakukan di laboratorium canggih di CARDC, Mianyang, menunjukkan bahwa rasio angkat terhadap hambatan sayap bisa meningkat hingga hampir 88 persen. Hal ini sangat penting karena rasio ini menentukan efisiensi penerbangan suatu pesawat, terutama drone yang butuh terbang lama. Teknologi ini sangat potensial untuk drone HALE (high-altitude, long-endurance) yang biasanya digunakan untuk misi pengawasan dan militer. Saat ini, beberapa drone seperti US RQ-4 Global Hawk dan China CH-9 mampu terbang selama 40 jam, tapi dengan teknologi plasma excitation, durasi ini bisa diperpanjang lagi. Salah satu tantangan utama drone di ketinggian tinggi adalah udara yang menipis, yang membuat performa aerodinamis menurun meskipun drone terbang dengan kecepatan rendah. Dengan teknologi plasma excitation, efisiensi bisa kembali meningkat sehingga drone mampu terbang lebih lama dan lebih stabil. Studi ini telah dipublikasikan di jurnal bergengsi Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics dan menunjukkan bahwa riset dan teknologi di bidang aerodinamika masih terus berkembang, membuka jalan bagi ketahanan terbang yang lebih optimal di masa depan.