Kedvező látószög
A 18–30 kilométeres sztratoszférikus magasságokat az emberek rosszul sajátítják el. Az ilyen "űrközeli" repülőgépeket ritkán veszik fel, és nincsenek űrhajók. De egy ilyen réteg a Föld légrétegében nagyon kényelmes a rejtett megfigyeléshez. Először is, az ilyen magasságban lévő repülőgépek Afganisztánhoz vagy Szíriához hasonló területet vizsgálhatnak fel, és ugyanakkor hosszú ideig járőrözhetnek egy területen. Ugyanakkor a keringő műhold meglehetősen gyorsan átugorja a terepet, gyakran nincs ideje a fontos tárgyak és folyamatok rögzítésére. Másodszor, a szárazföldi légvédelmi rendszereket még nem tervezték ilyen kis méretű és nagy magasságú felderítő repülőgépek keresésére és megsemmisítésére. Számítások szerint a tényleges szórási terület elérheti a 0,01 m -t2… Természetesen az ilyen ál-műholdak hatalmas megjelenésével az égen a légvédelem megoldásokat talál az elfogásra, de a megsemmisítés költségei megfizethetetlenek lehetnek. A felderítés mellett a nagy magasságú drónok kommunikációt és navigációt is biztosíthatnak.
Az eddig kifejlesztett, ilyen magasságokra tervezett drónok többsége napelemek és akkumulátorok alapján épül. Több tíz kilométeres magasságban a napenergia sokkal hatékonyabban "szívódik fel", ami lehetővé teszi, hogy a szárnyas gép ne csak elektromos motorokat tápláljon, hanem energiát is tároljon elemekben. Éjszaka a drónok azt használják, amit napközben tárolnak; hajnalban a ciklus megismétlődik. Kiderül egyfajta örökmozgó, amely lehetővé teszi a gépek számára, hogy több naptól több évig repüljenek akár 30 kilométeres magasságban. Például, ha egy ilyen ál-műhold felváltja a híres Global Hawk-ot, akkor az üzemeltető önmagában évente körülbelül 2000 tonna üzemanyagot takarít meg. Ez nem veszi figyelembe az alacsonyabb költségeket és a sokkal hosszabb működési időt. Mindezek az információk azonban elméletiek: eddig az ilyen berendezések repülési időtartama 26 nap. Ezt 2018-ban az európai ál-műhold, az Airbus Zephyr érte el.
A klasszikus műholdakhoz képest a nagy magasságú drónok természetesen sokkal olcsóbbak és közelebb vannak a Földhöz, ami kiváló minőségű felvételt és megfigyelést biztosít. A fent említett Airbus Zephyr 10 -szer olcsóbb, mint a Global Hawk, és 100 -szor olcsóbb, mint a World View műholdak. Ebben az esetben az ál-műholdak az ionoszféra alatt helyezkednek el, ami növeli a navigáció pontosságát és a rádiókibocsátási források helyének meghatározását. A műholdtól eltérően a repülőgép képes hosszú ideig lebegni a megfigyelési tárgy fölött, mint egy sas, és nyomon követi az alábbi változásokat.
Mi a pszeudo-műhold fogalma a sztratoszférikus repüléshez? Ez egy könnyű kompozit repülőgépváz, jó aerodinamikai jellemzőkkel, rendkívül hatékony napelemekkel, akkumulátorokkal és üzemanyagcellákkal felszerelve. Ezenkívül nagy hatékonyságú villanymotorokra, könnyű, alacsony energiafogyasztású vezérlőberendezésekre van szükség, amelyek képesek azonnal és függetlenül reagálni a vészhelyzetekre repülés közben. Az ilyen nagy magasságú járműveket alacsony teherbírásuk (100-200 kilogramm) és rendkívüli lassúságuk jellemzi-akár több tíz kilométer óránként. Ezek közül az első az 1980 -as években jelent meg az Egyesült Államokban.
Repülő napelemek
A HALSOL program kísérleti ál-műholdjai voltak az első ilyen eszközök között az Egyesült Államokban. A technológia elemi lemaradása miatt semmi értelmes nem történt belőlük: nem voltak kapacitásos akkumulátorok vagy hatékony napelemek. A projekt lezárult, de a prototípusok megjelenését nem sikerült feloldani, és a kezdeményezés a NASA -hoz került. Szakemberei 1994-ben mutatták be Pathfinder-jüket, amely valójában a jövőbeni ál-műholdak aranyszabványává vált. A készülék szárnyfesztávolsága 29,5 méter, felszálló tömege 252 kilogramm, magassága 22,5 kilométer. Több év alatt a projektet többször is korszerűsítették; a sorozat utolsó helyezettje a Helios HP volt, amelynek szárnya 75 méterre volt kinyújtva, a felszálló súlyt 2,3 tonnáig sikerült elkapni. Ez az eszköz az egyik generációban 29 524 méterre tudott felmászni - ez rekord a vízszintesen repülő repülőgépeknél, sugárhajtóművek nélkül. A tökéletlen hidrogén üzemanyagcellák miatt a Helios HP a második repülés során összeomlott a levegőben. Nem tértek vissza a helyreállítás gondolatához.
A kettős célú ál-műhold második ismert modelljét a brit QinetiQ-ból származó Zephyr családnak nevezhetjük, amely 2003-ban jelent meg a mesterséges horizonton. A kiterjedt tesztelési és tervezési fejlesztések után a projektet 2013 -ban megvásárolta az Airbus Defense and Space, és két fő modellt fejlesztett ki. Az első szárnyfesztávolsága 25 m, és tartalmaz: ultra könnyű szénszálas vitorlázórepülőgépet, a United Solar Ovonic amorf szilíciumból készült napelemeket, lítium-kén akkumulátorokat (3 kWh) a Sion Power-tól, egy autopilotot és egy töltőt a QinetiQ. A napelemek akár 1,5 kW áramot is termelnek, ami elegendő egy éjjel-nappali repüléshez 18 km magasságban. A második, nagyobb pszeudo-műhold a Zephyr T volt, két farokkal és megnövelt szárnyfesztávolsággal (25 m-ről 33 m-re). Ez a kialakítás lehetővé teszi a hasznos teher négyszeres emelését (20 kg súlyú, elegendő egy radarállomás elhelyezéséhez 19 500 m magasságban).
A Zephyrt már Nagy -Britannia és az Egyesült Államok hadseregei szerződtették egyetlen mennyiségben. Még nem volt idejük teljesen hozzászokni a csapatokhoz, amikor 2019 márciusában egyikük lezuhant egy összeszerelő üzem közelében Farnborough -ban, Hampshire -ben. Ebben a balesetben az ilyen repülőgépek fő hátránya teljes fényében kiderült - magas érzékenysége a felszállás és leszállás során a meteorológiai körülményekre. Sok kilométeres munkamagasságon az ál-műholdak nem félnek a csapadéktól és a széltől, de a földön kényelmetlenül érzik magukat.
A DARPA szintén nem maradt távol egy ilyen ígéretes témától, és a 2000-es évek végén kezdeményezte a VULTURE programot (Nagyon-nagy magasság, Ultraendurance, Loitering Theatre Element-szuper-magas megfigyelőrendszer ultra-hosszú heverészéssel a műveleti színház felett). Az elsőszülött a Solar Eagle pszeudo műhold volt, amelyet a Boeing Phantom Works hozott létre a QinetiQ és a Venza Power Systems társaságában. Ennek az óriásnak a szárnyfesztávolsága 120 méter, lítium-kén akkumulátorokkal, nyolc motorral, amelyeket napelemek és hidrogéncellák hajtanak. Jelenleg az amerikaiak minősítették a projektet, és nagy valószínűséggel már tesztelik a Solar Eagle-t gyártás előtti prototípusok formájában.
A besorolás nélküli prototípusok közül a legmodernebb a BAE és a Prismatic Ltd által közösen kifejlesztett pszeudo-műhold-PHASA-35 (Persistent High Altitude Solar Aircraft, long-term high-height solar repülőgép). 2020 februárjában először bocsátották a levegőbe a dél -ausztráliai Királyi Légibázison. A szárnyakkal rendelkező repülő napelem 21 kilométert képes megmászni, és akár 15 kilogramm súlyú hasznos terhet is képes szállítani. A magas tengerszint feletti magasságú drónok mércéje szerint a PHASA-35 kisméretű, 35 méteres szárnyfesztávolsággal rendelkezik, és-mint maguk a fejlesztők írják-megfigyelésre, kommunikációra és biztonságra szolgál. Az ál-műhold kezdeti és fő útja azonban a harci munka lesz. Ezzel kapcsolatban az első járat eredményeit követően Ian Muldoney, a BAE Systems műszaki igazgatója megjegyezte:
Ez kiemelkedő korai eredmény, és azt a tempót mutatja, amelyet el lehet érni, ha egyesítjük a legjobb brit képességeket. A tervezésről a repülésre való áttérés kevesebb, mint két év (20 hónap) alatt azt mutatja, hogy képesek vagyunk megfelelni annak a kihívásnak, amelyet az Egyesült Királyság kormánya az ipar elé állított a jövőbeli légi harci rendszer kiépítése érdekében a következő évtizedben.
Ez év végére tervezték a tesztek befejezését és 12 hónap elteltével az első sorozatgyártású járművek átadását a megrendelőnek. De a járvány természetesen meghozza saját korrekcióit a megadott időkereten belül.
Most folyamatosan növekszik az érdeklődés az ilyen nagy magasságú drónok iránt, és a fejlesztési terület bővítése ezt bizonyítja. Kína, India, Tajvan és Dél-Korea sikerei mellett orosz tervezőirodák vesznek részt álszatelitek tervezésében. Az első hazai kísérleti nagy magasságú drónt az S. A. Lavochkin és az LA-251 "Aist" -nek nevezte. Ezt először a Army-2016 fórumon mutatták be. A drón a normál aerodinamikai kialakítás szerint készült, és szabadon szállítható monoplane, 16 m szárnyfesztávolsággal és körülbelül 145 kg tömeggel. Az egysíkú repülőgép két hátsó gémmel, négy 3 kW -os motorral rendelkezik, és 240 Ah akkumulátorral van felszerelve. Repülési magasság 12 ezer méter, időtartama 72 óra. Egy nagyobb "Aist" -et fejlesztenek ki 23 méteres szárnyfesztávolsággal és 25 kg hasznos terheléssel. Egy ilyen ál-műhold már 18 kilométert emelkedik, és több napig a levegőben maradhat. A tervezés megkönnyítése érdekében a repülőgépnek egy fénysugarat hagytak, és a motorok számát négyről kettőre csökkentették. A pszeudosatellitek hazai témájának továbbfejlesztését akadályozza a 400–600 Wh / kg fajlagos energia-kibocsátású lítium-kén akkumulátorok gyártásához szükséges technológiák hiánya. Ezenkívül szükségünk van 0,32 kg / m fajsúlyú napelemekre2 legalább 20%-os hatékonysággal. Sok tekintetben ettől függ, hogy Oroszország képes lesz -e csökkenteni a világ vezetőivel fennálló szakadékot. Hazánk ilyen hatalmas területtel egyszerűen nem tehet ilyen ál-műholdak nélkül a jövőben.
