Az elektromos hajtásrendszereket aktívan használják a modern pilóta nélküli légi járművekben, és nagy repülési teljesítményt nyújtanak. A legfontosabb paraméterek további növekedését a napenergia felhasználásával lehet elérni. Számos kísérleti napelemes UAV-t fejlesztettek ki-de a projektek egyike sem valósult meg teljes körűen, valós problémák megoldásával.
A NASA részvételével
A hetvenes -nyolcvanas évek fordulóján az amerikai AeroVironment cég kutatásokat végzett a repülőgépek napenergiája területén. 1983 -ban megrendelést kapott a NASA -tól, hogy hozzon létre egy kísérleti UAV -t, amely képes bemutatni a nagy teljesítményű jellemzőket. Az új sorozat első projektje a HALSOL (High Altitude Solar) nevet kapta. Később Pathfinder névre keresztelték.
Ugyanebben az évben került sor egy tapasztalt drón első repülésére, de a teszteket sikertelennek találták a kulcsfontosságú technológiák elégtelen fejlettsége miatt. A projekt befejezése 1993 -ig folytatódott, amikor a teszteket újrakezdték. Hamarosan a Pathfinder megmutatta az új technológiák és alkatrészek összes előnyét. Az évek során az UAV számos magassági és repülési időrekordot állított fel a napelemes járművek számára.
1998 -ban egy tapasztalt drónt fejlesztettek a Pathfinder Plus projektnek megfelelően. Az újratervezés és az új elektromos alkatrészek bevezetése lehetővé tette a teljesítmény újbóli javítását és új rekordok felállítását. Ugyanebben az időszakban a Centurion és a Helios prototípus UAV -k hasonló megjelenéssel, de eltérő jellemzőkkel készültek.
A NASA és az AeroVironment tapasztalt UAV -jait az általános séma szerint építették. A fő dizájnelem egy nagyméretű, 29,5 m (Pathfinder) és 75 m (Helios) közötti szárny volt. A szárnyra villamos motorokat húzócsavarokkal (6-14 egység) és futóművel felszerelt felszerelést szereltek fel. A sorozat összes járműve távirányítóval rendelkezett, és némi hasznos terhet is tudtak szállítani.
A lehető legnagyobb szárnyfelületet a napelemek kapták. A Pathfinder projektben 7,5 kW teljesítményt adtak ki, a későbbi Centurionban pedig több mint 30 kW -ot sikerült elérniük. Tartalék áramforrásként újratölthető akkumulátorokat használtak. Üzemanyagcellákat is használtak a későbbi kísérletekben.
A kísérleti drónoknak nem volt nagy repülési sebessége. A nagy fesztávú egyenes szárny ezt a paramétert 30-45 km / h-ra korlátozta. Ugyanakkor rekordrepülések történtek 24-29 km magasságban, és legalább 12-18 óráig tartottak.
Európai sorozat
2003 óta dolgoznak a Zephyr sorozat projektjein. Kezdetben az új UAV -t a brit QinetiQ cég hozta létre, de később a munkát átvitték az Airbus katonai osztályára. A projekt célja egy magas repülési időtartamú, napelemes drón létrehozása volt, amely képes felügyeleti berendezések szállítására.
Az évtized közepén megkezdődtek a tesztek egy csökkentett technológiájú demonstrációs berendezésen. A Zephyr 6 bemutatta a dizájn egészét és egyes elemeit. 2008 -ban ez az UAV 19 km magasságba emelkedett. Aztán jött a teljes méretű Zephyr 7 prototípus, amely 2010 júliusában több mint 14 napos repülési időrekordot állított fel. 2018 -ban egy másik prototípus, a Zephyr 8 (Zephyr S) csaknem 26 napig maradt a levegőben.
Az Airbus Zephyr sorozat UAV -i nagy képarányú szárnyat kapnak, megemelt hegyekkel. A legnagyobb Zephyr 8 szárnyfesztávolsága 28 m. Súly - akár 50-70 kg, ebből legfeljebb 5 kg esik a hasznos teherre. Az elektromos motorok a szárny első szélén találhatók; hátul vékony, tollazatos farokgém van rögzítve. A szárny szinte teljes felső felületét napelemek kapják. Ezenkívül az UAV akkumulátorokkal rendelkezik, amelyek napfény hiányában biztosítják a repülést. A repülési sebesség nem haladja meg az 50-60 km / h-t, azonban a projekt célja egy nagy hatótávolság, magasság és időtartam elérése volt.
Folytatódik a Zephyr sorozat projektjeinek fejlesztése. A meglévő gépek fejlesztését valós feladatok ellátása érdekében végzik, valamint új, különböző jellemzőkkel rendelkező mintákat hoznak létre. Jelenleg az ilyen UAV -kat felügyeleti berendezések, elektronikus berendezések stb. Szállítóinak tekintik.
Emberzettől pilóta nélküliig
Különösen érdekes az azonos nevű svájci cég Solar Impulse projektje. Javasolja a napenergiával hajtott pilótagépek építését. 2009 óta két hasonló gép vesz részt repülési teszteken. Idővel a fejlesztő cég bejelentette szándékát, hogy létrehozza a meglévő repülőgép pilóta nélküli változatát.
2019 novemberében a Solar Impulse Leonardo és Northrop Grumman közreműködésével befejezte az egyik prototípus repülőgép UAV -vé alakítását. A repülési teszteket 2020-21-re tervezték, és a húszas évek elején lehetőség van a kisméretű termelés elindítására a valódi vásárlók érdekében. Úgy gondolják, hogy egy ilyen drónnak versenyelőnye van a nagy teljesítményű jellemzők formájában.
Az UAV -ba újjáépített Solar Impulse 2 egyenes szárnyú, 72 m -es fesztávolságú, amely alatt könnyű törzs és négy villanymotor -cső van felszerelve. Napkollektorok és akkumulátorok kombinációját használták; csúcsteljesítmény 66 kW. A gép akár 140 km / h sebességet fejlesztett, és 12 km -t emelkedett. A pilóta nélküli módosítás tervezési jellemzői magasabbak lesznek. Különösen a repülés időtartamát 90 napra növelik.
Korlátozott kilátások
Az elmúlt évtizedekben jelentős előrelépés történt a napelemes UAV -k területén. Új típusú paneleket, akkumulátorokat és javított jellemzőkkel rendelkező villanymotorokat fejlesztenek és vezetnek be; modern anyagokat használnak a repülőgépvázak építésében, biztosítva a tartósságot és az alacsony súlyt. Ugyanakkor minden erőfeszítés ellenére az ilyen drónok még nem érték el a teljes körű működést.
A tudósok minden erőfeszítése ellenére a napelemek még nem túl erősek. Ennek eredményeképpen alattuk a lehető legnagyobb területet kell megadni, miközben egyidejűleg megvilágítják a szerkezetet. Csak ilyen körülmények között van elegendő energia a motorok táplálására és az akkumulátorok feltöltésére. Ezenkívül intézkedésekre van szükség a motorok áramellátásának fenntartásához, függetlenül a beeső fény intenzitásától vagy annak hiányától.
Ennek eredményeképpen a legfejlettebb technológiák felhasználásával is megépített, személyzettel rendelkező repülőgép vagy UAV nagy és drága, de nem képes jelentős teherviselésre. Mindazonáltal képes magas repülési jellemzőket felmutatni, és ezért bizonyos gyakorlati érdek.
A hosszú repülési képesség nagy magasságokban hasznos lehet a felderítés vagy a helyzet megfigyelése során különböző helyzetekben. Projekteket javasolnak a "légköri műholdakra" is - hosszú repülési időtartamú pilóta nélküli légi járművekre, rádiójelek továbbítására alkalmas berendezésekkel. Az ilyen technológia várhatóan hosszú ideig képes maradni egy adott területen, és folyamatos kommunikációt biztosít, egyszerűbb és olcsóbb helyettesítője az űrhajóknak.
Nyilvánvaló, hogy a taktikai és technikai jellemzők jelenlegi szintjén a napelemes UAV-k nem lehetnek harci típusúak. A korlátozott teherbírás nem teszi lehetővé nagy lőszer felvételét, és a jellegzetes megjelenés növeli az észlelési eszközök láthatóságát. A felderítő drónok és az ismétlők azonban a hadseregek számára is érdekesek lehetnek.
A napelemes UAV -kat számos országban fejlesztik, és jelentős előrelépés történt. Az ilyen berendezések jellemzői fokozatosan nőnek, és belátható időn belül az első minták valóban képesek a valódi működésre. Ezt az irányt azonban nem szabad túlbecsülni. A gyakorlatban az ilyen drónok valószínűleg hatékony eszközzé válnak bizonyos rések kitöltésében, amelyekben teljes mértékben ki tudják használni a bennük rejlő lehetőségeket, és nem mutatnak eredendő hátrányokat.
