Ang mga electric propulsion system ay aktibong ginagamit sa mga modernong unmanned aerial na sasakyan at nagbibigay ng mataas na pagganap ng paglipad. Ang karagdagang paglago ng mga pangunahing parameter ay maaaring makamit sa pamamagitan ng paggamit ng solar energy. Ang isang bilang ng mga pang-eksperimentong solar-Powered UAV ay nabuo - ngunit wala sa mga proyekto ang nadala pa sa ganap na operasyon na may solusyon ng tunay na mga problema.
Sa paglahok ng NASA
Sa pagsisimula ng mga pitumpu at dekada valenta, ang kumpanya ng Amerikanong AeroVironment ay nagsasagawa ng pagsasaliksik sa larangan ng solar energy para sa sasakyang panghimpapawid. Noong 1983, nakatanggap siya ng isang order mula sa NASA na lumikha ng isang pang-eksperimentong UAV na may kakayahang magpakita ng mga mataas na katangian ng pagganap. Ang unang proyekto ng bagong serye ay pinangalanang HALSOL (High Altitude Solar). Nang maglaon ay pinalitan ito ng pangalan ng Pathfinder.
Sa parehong taon, ang unang paglipad ng isang bihasang drone ay naganap, ngunit ang mga pagsubok ay kinilala bilang hindi matagumpay dahil sa hindi sapat na antas ng pag-unlad ng mga pangunahing teknolohiya. Ang pagtatapos ng proyekto ay nagpatuloy hanggang 1993, nang ipagpatuloy ang mga pagsubok. Sa madaling panahon, ipinakita ng Pathfinder ang lahat ng mga pakinabang ng mga bagong teknolohiya at sangkap. Sa paglipas ng mga taon, ang UAV ay nagtakda ng isang bilang ng mga tala ng altitude at flight para sa mga sasakyang pinapagana ng solar.
Noong 1998, isang bihasang drone ang na-upgrade ayon sa proyekto ng Pathfinder Plus. Ang muling pagdidisenyo at ang pagpapakilala ng mga bagong sangkap ng kuryente ay pinayagan ang pagganap upang mapabuti muli at ang mga bagong tala ay naitakda. Sa parehong panahon, ang Centurion at Helios Prototype UAVs ay nilikha na may katulad na hitsura, ngunit may iba't ibang mga katangian.
Ang mga nakaranas ng UAV mula sa NASA at AeroVironment ay itinayo ayon sa pangkalahatang pamamaraan. Ang pangunahing elemento ng disenyo ay isang malaking aspeto ng ratio ng pakpak na sumasaklaw mula 29.5 m (Pathfinder) hanggang 75 m (Helios). Sa pakpak, ang mga de-kuryenteng motor na may mga paghuhugas ng tornilyo (mula 6 hanggang 14 na mga yunit) at mga nacelles na may landing gear at kagamitan ay na-install. Ang lahat ng mga sasakyan sa serye ay may remote control at maaaring magdala ng ilang payload.
Ang maximum na posibleng lugar ng pakpak ay ibinigay sa mga solar panel. Sa proyekto ng Pathfinder, nagbigay sila ng lakas na 7.5 kW, at sa paglaon na Centurion ay nakakuha sila ng higit sa 30 kW. Ang mga rechargeable na baterya ay ginamit bilang isang backup na mapagkukunan ng kuryente. Ginamit din ang mga cell ng gasolina sa mga huling eksperimento.
Ang mga pang-eksperimentong drone ay walang mataas na bilis ng paglipad. Ang big-span straight wing ay nilimitahan ang parameter na ito sa 30-45 km / h. Sa parehong oras, ang mga record flight ay ginawa sa taas na 24-29 km at tumagal ng hindi bababa sa 12-18 na oras.
Serye sa Europa
Mula noong 2003, ang gawain ay natupad sa mga proyekto ng serye ng Zephyr. Una, ang bagong UAV ay nilikha ng kumpanya ng British na QinetiQ, ngunit kalaunan ay inilipat ang trabaho sa departamento ng militar ng Airbus. Ang layunin ng proyekto ay upang lumikha ng isang high-altitude solar-powered drone na may mahabang tagal ng flight, na may kakayahang magdala ng mga kagamitan sa pagsubaybay.
Sa kalagitnaan ng dekada, nagsimula ang mga pagsubok sa isang nabawasan na kagamitan sa demonstrador ng teknolohiya. Ipinakita ng Zephyr 6 ang potensyal ng disenyo sa kabuuan at sa mga indibidwal na elemento. Noong 2008, ang UAV na ito ay umakyat sa isang altitude na 19 km. Pagkatapos ay dumating ang buong sukat na prototype ng Zephyr 7. Noong Hulyo 2010, nagtakda ito ng isang talaan ng tagal ng flight na higit sa 14 na araw. Noong 2018, isa pang prototype, Zephyr 8 (Zephyr S), ay nanatiling nasa hangin sa loob ng halos 26 araw.
Ang mga UAV ng serye ng Airbus Zephyr ay tumatanggap ng isang malaking aspeto ng ratio ng pakpak na may itataas na mga tip. Ang pinakamalaking Zephyr 8 ay may isang wingpan na 28 m. Timbang - hanggang sa 50-70 kg, kung saan hindi hihigit sa 5 kg ang nahuhulog sa payload. Ang mga de-kuryenteng motor ay matatagpuan sa nangungunang gilid ng pakpak; isang manipis na buntot na boom na may balahibo ay nakakabit sa likuran. Halos ang buong itaas na ibabaw ng pakpak ay ibinibigay sa mga solar panel. Bilang karagdagan, ang UAV ay may mga nagtitipon upang matiyak ang paglipad sa kawalan ng sikat ng araw. Ang bilis ng paglipad ay hindi hihigit sa 50-60 km / h, subalit, ang layunin ng proyekto ay upang makakuha ng isang mataas na saklaw, altitude at tagal.
Ang pagpapaunlad ng mga proyekto ng serye ng Zephyr ay nagpapatuloy. Isinasagawa ang pagpapabuti ng mga mayroon nang makina upang matupad ang mga tunay na gawain, pati na rin ang mga bagong sample na may iba't ibang mga katangian ay nilikha. Sa ngayon, ang mga nasabing UAV ay isinasaalang-alang bilang mga tagadala ng kagamitan sa pagsubaybay, elektronikong kagamitan, atbp.
Mula sa manman hanggang sa walang tao
Ang partikular na interes ay ang proyekto ng Solar Impulse ng Swiss kumpanya na may parehong pangalan. Iminungkahi niya ang pagtatayo ng sasakyang panghimpapawid na may kapangyarihan ng solar. Mula noong 2009, dalawang magkatulad na machine ang lumahok sa mga pagsubok sa paglipad. Sa paglipas ng panahon, inihayag ng kumpanya ng pag-unlad ang hangarin nito na lumikha ng isang hindi pinuno ng bersyon ng mayroon nang sasakyang panghimpapawid.
Noong Nobyembre 2019, ang Solar Impulse, sa tulong nina Leonardo at Northrop Grumman, ay nakumpleto ang pag-convert ng isa sa mga prototype na sasakyang panghimpapawid sa isang UAV. Ang mga pagsubok sa flight ay naka-iskedyul para sa 2020-21, at sa maagang twenties, posible na maglunsad ng maliit na produksyon para sa interes ng totoong mga customer. Ito ay pinaniniwalaan na ang naturang isang drone ay may isang mapagkumpitensyang kalamangan sa anyo ng mataas na mga katangian ng pagganap.
Ang Solar Impulse 2, na itinayong muli sa isang UAV, ay may isang tuwid na pakpak na may isang span na 72 m, sa ilalim kung saan ang isang magaan na fuselage at apat na nacelles ng mga de-kuryenteng motor ay na-install. Ang isang kumbinasyon ng mga solar panel at accumulator ay ginamit; rurok na lakas 66 kW. Ang eroplano ay bumuo ng isang bilis ng hanggang sa 140 km / h at umakyat sa 12 km. Ang mga katangian ng disenyo ng hindi pinamamahalaan na pagbabago ay magiging mas mataas. Sa partikular, ang tagal ng paglipad ay tataas sa 90 araw.
Limitado ang mga prospect
Sa mga nakaraang dekada, nagkaroon ng makabuluhang pag-unlad sa larangan ng solar UAVs. Ang mga bagong uri ng mga panel, baterya at electric motor na may pinahusay na mga katangian ay binuo at ipinakilala; ginagamit ang mga modernong materyales sa pagtatayo ng mga airframes, tinitiyak ang tibay at mababang timbang. Sa parehong oras, sa kabila ng lahat ng pagsisikap, ang mga naturang drone ay hindi pa nakarating sa ganap na operasyon.
Sa kabila ng lahat ng pagsisikap ng mga siyentista, ang mga solar panel ay hindi pa masyadong malakas. Bilang isang resulta, sa ilalim ng mga ito kinakailangan na ibigay ang maximum na posibleng lugar habang sabay na pinapagaan ang istraktura. Sa ilalim lamang ng mga naturang kundisyon mayroong sapat na lakas upang mapalakas ang mga motor at muling magkarga ang mga baterya. Bilang karagdagan, kinakailangan ang mga hakbangin upang mapanatili ang suplay ng kuryente sa mga motor nang hindi alintana ang tindi ng ilaw ng insidente o sa kawalan nito.
Bilang isang resulta, ang isang manned sasakyang panghimpapawid o UAV, na itinayo kahit na may paggamit ng mga advanced na teknolohiya, ay naging malaki at mahal, ngunit hindi maaaring magdala ng isang makabuluhang kargamento. Gayunpaman, may kakayahang magpakita ng mga mataas na katangian ng paglipad at samakatuwid ay may tiyak na praktikal na interes.
Ang kakayahang lumipad nang mahabang panahon sa mataas na altitude ay maaaring maging kapaki-pakinabang kapag nagsasagawa ng reconnaissance o pagsubaybay sa sitwasyon sa iba't ibang mga sitwasyon. Iminungkahi din ang mga proyekto para sa "mga atmospheric satellite" - mga walang sasakyan na sasakyang panghimpapawid na mahaba ang tagal ng paglipad na may kagamitan para sa pag-relay ng mga signal ng radyo. Ang nasabing teknolohiya ay inaasahang maaaring manatili sa isang naibigay na lugar sa loob ng mahabang panahon at magbigay ng pare-pareho na komunikasyon, pagiging isang madali at mas murang kapalit ng spacecraft.
Malinaw na, sa kasalukuyang antas ng pantaktika at panteknikal na mga katangian, ang mga pinalakas na solar UAV ay hindi maaaring labanan. Hindi papayagan ng limitadong kapasidad sa pagdadala ang pagkuha ng malalaking bala, at ang katangian na hitsura ay magpapataas sa kakayahang makita ng anumang paraan ng pagtuklas. Gayunpaman, ang mga drone ng reconnaissance at repeater ay maaari ding maging interesado sa mga hukbo.
Ang mga Solar UAV ay nasa ilalim ng pag-unlad sa maraming mga bansa at nagkaroon ng makabuluhang pag-unlad. Ang mga katangian ng naturang kagamitan ay unti-unting tataas, at sa hinaharap na hinaharap, ang mga unang sample ay may kakayahang maabot ang tunay na operasyon. Gayunpaman, ang direksyong ito ay hindi dapat labis na maisip. Sa pagsasagawa, ang mga naturang drone ay malamang na maging isang mabisang paraan ng pagpuno ng mga tukoy na niches kung saan maaari nilang mapagtanto ang kanilang buong potensyal at hindi ipakita ang mga likas na kalamangan.
