來自蒙特利爾理工學院的工程師們最近揭示了一種基於切紙藝術的全新降落傘概念，這種藝術源自於日本的摺紙技術。這種設計不僅簡單、堅固且成本低廉，還有潛力徹底改變人道主義援助的物資運送方式，甚至在太空探索中也可以發揮作用。該項目由蒙特利爾理工學院機械工程系的梅朗森教授和戈斯林教授領導，他們的團隊利用“閉環”切紙圖案對塑料薄片進行切割，賦予其新的機械特性。在自由落體的過程中，這種薄片會在重物懸掛於其中心時變形為一種倒置的鐘形。
梅朗森表示，這種降落傘的一個優勢是能夠迅速穩定，無論釋放角度如何都不會出現搖擺，與傳統降落傘相比，它遵循嚴格的彈道下降軌跡。這種降落傘僅依賴一條懸掛線，而非多條繩索，這不僅減少了纏繞的可能性，還加快了部署速度。梅朗森提到，“我們使用激光切割製作這些降落傘，但簡單的模切壓機也能完成這項工作。”此外，這種降落傘是無縫的，並通過一條懸掛線與有效載荷相連，易於使用和部署。研究人員在模擬、風洞、實驗室試驗以及戶外無人機投放中測試了原型，並觀察到下降路徑保持直線且可預測。
這種降落傘的潛在用途非常廣泛，尤其在人道主義援助方面，向偏遠地區運送食物、水和藥品是最迫切的應用。由於生產成本低，實現大規模部署變得可行。梅朗森指出，“這種切紙圖案的降落傘可能成為這類用途的最佳解決方案。”研究人員還提到，它在包裹投遞和行星探索中的潛在角色。不同於經常漂移的傳統降落傘，切紙設計能夠精確降落於目標附近。戈斯林解釋說，降落傘獨特的倒鐘形狀對其性能至關重要，切紙的開口在自由落體過程中形成許多小縫隙，讓空氣有序通過，這樣可以防止形成大型湍流漩渦，從而使傳統降落傘不穩定。最終，這樣的設計使得氣流平穩，保持降落傘穩定，使其下降過程在不同條件下都相當可預測。
戈斯林還指出，這種設計在不損失性能的情況下可以擴展，測試顯示無論是小型還是大規模的降落傘，其表現都非常一致，這使其成為多種用途的靈活選擇。根據戈斯林的說法，這為開發適合更重載荷或更廣泛應用的大型模型開啟了新的可能性。該項目起源於戈斯林參加的一次美國會議，會上有研究人員展示了切紙圖案是如何改變塑料薄片的。他隨後與法國合作者拉馬納里沃討論了這個想法，當梅朗森加入蒙特利爾理工學院後，二人將這一構想發展成為一個完整的項目。包括碩士候選人丹尼克·拉莫瑞克在內的幾位學生也參與了調整圖案和進行試驗的工作，這些工作顯示了設計如何保持穩定並精確著陸。
現在，蒙特利爾的團隊希望進一步探索，他們計劃實驗新的切割圖案，以改變下降風格。梅朗森表示，“我們希望改變圖案，以便降落傘能夠以螺旋形下降，或者在投放前先滑行。”他補充道，根據載荷的不同，下降軌跡也可以進行自定義，甚至可以實現空中貨物的分類。綜合簡單性、穩定性和成本效益，切紙降落傘可能很快會在救援任務和先進的航空測試中找到其應用。該研究已發表在《自然》雜誌上。
