El músculo químico reciprocante (MCR) es un mecanismo que aprovecha la densidad energética superior de las reacciones químicas . Es un dispositivo regenerativo que convierte la energía química en movimiento a través de una reacción química directa no comburente.
El RCM es capaz de generar un aleteo autónomo a partir de una fuente de energía química. También se puede utilizar para proporcionar una pequeña cantidad de electricidad a los sistemas de control de a bordo. Además, ayuda a mejorar la sustentación diferencial en las alas para lograr balanceo, cabeceo y, por lo tanto, vuelo dirigido. La técnica RCM es particularmente útil en la fabricación de microvehículos aéreos similares a insectos . La primera generación de RCM era grande y tenía una frecuencia recíproca de alrededor de 10 Hz. Las generaciones posteriores [1] desarrolladas fueron mucho más pequeñas y ligeras. Además, la frecuencia recíproca de esta generación de RCM era tan alta como 60 Hz. El músculo químico recíproco fue inventado por el profesor Robert C. Michelson del Instituto de Investigación de Georgia Tech e implementado hasta su cuarta generación por Nino Amarena de ETS Laboratories.
Los beneficios particulares del RCM son:
El músculo químico alternativo utiliza varios monopropulsores en presencia de catalizadores específicos para crear gas a partir de un líquido sin combustión . [3] Este gas se utiliza para impulsar cilindros opuestos alternativos (en el dispositivo de cuarta generación) para producir suficiente movimiento (lanzamiento) con suficiente fuerza y frecuencia para permitir el vuelo con alas batientes. En 2004, se había demostrado que el RCM lograba suficiente lanzamiento, fuerza y frecuencia para el funcionamiento de un entomóptero de 50 gramos mientras se utilizaba peróxido de hidrógeno de alta concentración (> 90%) en presencia de un catalizador patentado desarrollado por ETS Laboratories. [4]
El músculo químico alternativo fue desarrollado como un mecanismo de accionamiento para las alas batientes del entomóptero. El RCM reutiliza la energía muchas veces antes de liberarla a su entorno. [5] Primero, convierte principalmente energía térmica en movimiento de aleteo en el entomóptero. Luego, el calor se recupera para la generación termoeléctrica en apoyo de los sistemas auxiliares. El gas residual de la descomposición química del combustible se utiliza luego para crear una señal acústica de onda continua modulada en frecuencia que es insensible al Doppler (se utiliza para evitar obstáculos). Luego, el gas residual pasa a través de un eyector para arrastrar los gases atmosféricos externos para aumentar el flujo de masa y disminuir la temperatura del gas residual de modo que los componentes de menor temperatura se puedan utilizar aguas abajo. Parte del gas residual se desvía hacia cojinetes de gas para componentes móviles rotacionales y lineales. Finalmente, el gas residual restante se vectoriza hacia las alas donde se utiliza para aumentar la sustentación controlada por circulación ( efecto Coanda ). El gas restante puede utilizarse para el empuje vectorial , pero si los presupuestos de gas están correctamente diseñados, no debería haber gas extra más allá de los puntos de control de circulación. Las características del RCM están adaptadas al entomóptero para conservar energía. [2]