Elektriske fremdriftssystemer bruges aktivt i moderne ubemandede luftfartøjer og giver høj flyveydelse. Yderligere vækst af nøgleparametre kan opnås ved at bruge solenergi. En række eksperimentelle soldrevne UAV'er er blevet udviklet-men ingen af projekterne er endnu blevet bragt til fuldgyldig drift med løsning af reelle problemer.
Med deltagelse af NASA
I slutningen af halvfjerdserne og firserne forskede det amerikanske firma AeroVironment inden for solenergi til fly. I 1983 modtog hun en ordre fra NASA om at oprette en eksperimentel UAV, der kunne vise egenskaber med høj ydeevne. Det første projekt i den nye serie fik navnet HALSOL (High Altitude Solar). Det blev senere omdøbt til Pathfinder.
I samme år fandt den første flyvning af en erfaren drone sted, men testene blev anerkendt som mislykkede på grund af det utilstrækkelige udviklingsniveau for nøgleteknologier. Afslutningen af projektet fortsatte indtil 1993, hvor testene blev genoptaget. Snart nok viste Pathfinder alle fordelene ved nye teknologier og komponenter. I årenes løb har UAV sat en række højde- og flyvetidsposter for soldrevne køretøjer.
I 1998 blev en erfaren drone opgraderet i henhold til Pathfinder Plus -projektet. Redesignet og introduktionen af nye elektriske komponenter har gjort det muligt at forbedre ydelsen igen, og der er sat nye rekorder. I samme periode blev Centurion og Helios Prototype UAV'er skabt med et lignende udseende, men med forskellige karakteristika.
Erfarne UAV'er fra NASA og AeroVironment blev bygget i henhold til den generelle ordning. Hoveddesignelementet var en stor aspektforholdsfløj fra 29,5 m (Pathfinder) til 75 m (Helios). På vingen blev der installeret elektriske motorer med trækskruer (fra 6 til 14 enheder) og naceller med landingsudstyr og udstyr. Alle køretøjer i serien havde fjernbetjening og kunne bære noget nyttelast.
Det maksimalt mulige vingeareal blev givet til solpaneler. I Pathfinder -projektet afgav de strøm på 7,5 kW, og i det senere Centurion lykkedes det at få mere end 30 kW. Genopladelige batterier blev brugt som backup strømkilde. Brændselsceller blev også brugt i senere forsøg.
Eksperimentelle droner havde ikke en høj flyvehastighed. Den store spændvidde lige vinge begrænsede denne parameter til 30-45 km / t. På samme tid blev der foretaget rekordflyvninger i 24-29 km højder og varede mindst 12-18 timer.
Europæiske serier
Siden 2003 har der været arbejdet med projekter i Zephyr -serien. Oprindeligt blev den nye UAV skabt af det britiske selskab QinetiQ, men senere blev arbejdet overført til Airbus militærafdeling. Målet med projektet var at skabe en højhøjde soldrevet drone med en lang flyvetid, der kunne bære overvågningsudstyr.
I midten af årtiet begyndte test på et demonstreret apparat med reduceret teknologi. Zephyr 6 demonstrerede potentialet i designet som helhed og dets individuelle elementer. I 2008 klatrede denne UAV op i 19 km højde. Så kom prototypen i fuld størrelse Zephyr 7. I juli 2010 satte den en rekordvarighed på mere end 14 dage. I 2018 forblev en anden prototype, Zephyr 8 (Zephyr S), luftbåret i næsten 26 dage.
UAV'er fra Airbus Zephyr -serien modtager en stor sideforholdsfløj med hævede spidser. Den største Zephyr 8 har et vingefang på 28 m. Vægt - op til 50-70 kg, hvoraf ikke mere end 5 kg falder på nyttelasten. Elmotorer er placeret på vingens forkant; en tynd halebom med fjerdragt er fastgjort bagpå. Næsten hele den øvre overflade af vingen er overgivet til solpaneler. Derudover har UAV akkumulatorer til at sikre flyvning i mangel af sollys. Flyvehastigheden overstiger ikke 50-60 km / t, men målet med projektet var at opnå en høj rækkevidde, højde og varighed.
Udviklingen af projekterne i Zephyr -serien fortsætter. Forbedringen af eksisterende maskiner udføres for at opfylde reelle opgaver, ligesom nye prøver med forskellige egenskaber oprettes. I øjeblikket betragtes sådanne UAV'er som bærere af overvågningsudstyr, elektronisk udstyr osv.
Fra bemandet til ubemandet
Af særlig interesse er Solar Impulse -projektet fra det schweiziske selskab med samme navn. Han foreslår konstruktion af soldrevne bemandede fly. Siden 2009 har to lignende maskiner deltaget i flyvetest. Over tid meddelte udviklingsselskabet, at det har til hensigt at oprette en ubemandet version af det eksisterende fly.
I november 2019 afsluttede Solar Impulse med bistand fra Leonardo og Northrop Grumman konverteringen af et af prototypeflyene til en UAV. Flyveprøver var planlagt til 2020-21, og i begyndelsen af tyverne er det muligt at iværksætte småskala produktion i reelle kunders interesse. Det menes, at en sådan drone har en konkurrencemæssig fordel i form af højtydende egenskaber.
Solar Impulse 2, ombygget til en UAV, har en lige vinge med et spænd på 72 m, under hvilket en letvægtsskrog og fire naceller af elektriske motorer er installeret. En kombination af solpaneler og akkumulatorer blev brugt; spidseffekt 66 kW. Flyet udviklede en hastighed på op til 140 km / t og klatrede 12 km. Designkarakteristika for den ubemandede ændring vil være højere. Især flyvetiden øges til 90 dage.
Begrænsede udsigter
I de seneste årtier har der været betydelige fremskridt inden for sol -UAV'er. Nye typer paneler, batterier og elmotorer med forbedrede egenskaber udvikles og introduceres; moderne materialer bruges til konstruktion af flystel, hvilket sikrer holdbarhed og lav vægt. På samme tid har sådanne droner på trods af alle bestræbelser endnu ikke nået fuldgyldig operation.
På trods af alle forskeres indsats er solpaneler endnu ikke særlig kraftfulde. Som et resultat er det under dem nødvendigt at give det maksimalt mulige område, samtidig med at strukturen lysner. Kun under sådanne forhold er der nok energi til at drive motorerne og genoplade batterierne. Derudover er der behov for foranstaltninger for at opretholde strømforsyningen til motorerne uanset intensiteten af det indfaldende lys eller i dets fravær.
Som følge heraf viser et bemandet fly eller en UAV, bygget selv med brug af avancerede teknologier, at være stort og dyrt, men kan ikke bære en betydelig nyttelast. Den er imidlertid i stand til at vise høje flyveegenskaber og er derfor af en vis praktisk interesse.
Evnen til at flyve i lang tid i store højder kan være nyttig, når der foretages rekognoscering eller overvågning af situationen i forskellige situationer. Der foreslås også projekter for "atmosfæriske satellitter" - ubemandede luftfartøjer med lang flyvetid med udstyr til videresendelse af radiosignaler. Sådan teknologi forventes at kunne forblive i et givet område i lang tid og levere konstant kommunikation, hvilket er en lettere og billigere erstatning for rumfartøjer.
På det nuværende niveau af taktiske og tekniske egenskaber kan solcelledrevne UAV'er naturligvis ikke være kampdrevne. Den begrænsede bæreevne tillader ikke at tage stor ammunition, og det karakteristiske udseende vil øge synligheden for alle detektionsmidler. Rekognoseringsdroner og repeatere kan dog også være af interesse for hære.
Solar UAV'er er under udvikling i flere lande, og der har været betydelige fremskridt. Egenskaberne ved sådant udstyr stiger gradvist, og i en overskuelig fremtid er de første prøver ganske i stand til at nå den virkelige drift. Denne retning bør dog ikke overvurderes. I praksis vil sådanne droner sandsynligvis blive et effektivt middel til at fylde bestemte nicher, hvor de kan realisere deres fulde potentiale og ikke vise iboende ulemper.
