Električni pogonski sustavi aktivno se koriste u modernim bespilotnim letjelicama i pružaju visoke performanse leta. Daljnji rast ključnih parametara može se postići korištenjem solarne energije. Razvijeni su brojni eksperimentalni bespilotni letjelice na solarni pogon-ali nijedan od projekata još nije doveden u punopravni rad s rješavanjem stvarnih problema.
Uz učešće NASA -e
Na prijelazu iz sedamdesetih u osamdesete, američka kompanija AeroVironment provodila je istraživanja u oblasti solarne energije za avione. 1983. primila je narudžbu NASA -e za stvaranje eksperimentalnog bespilotnog zrakoplova sposobnog pokazati visoke performanse. Prvi projekt nove serije nazvan je HALSOL (Solar na velikoj nadmorskoj visini). Kasnije je preimenovan u Pathfinder.
Iste godine održan je prvi let iskusnog drona, ali su ispitivanja prepoznata kao neuspješna zbog nedovoljnog nivoa razvoja ključnih tehnologija. Završetak projekta nastavljen je do 1993. godine, kada su testovi nastavljeni. Ubrzo je Pathfinder pokazao sve prednosti novih tehnologija i komponenti. Tokom godina, UAV je postavio brojne rekorde nadmorske visine i trajanja leta za vozila na solarni pogon.
1998. godine, iskusni dron je nadograđen prema projektu Pathfinder Plus. Redizajn i uvođenje novih električnih komponenti omogućili su ponovno poboljšanje performansi i postavljanje novih rekorda. U istom razdoblju stvoreni su bespilotni letjelice Centurion i Helios sa prototipom sličnog izgleda, ali s različitim karakteristikama.
Iskusni bespilotni letjelice iz NASA -e i AeroVironmenta izgrađeni su prema općoj shemi. Glavni element dizajna bilo je krilo velikog omjera širine od 29,5 m (Pathfinder) do 75 m (Helios). Na krilu su ugrađeni elektromotori s poteznim vijcima (od 6 do 14 jedinica) i gondole sa stajnim trapom i opremom. Sva vozila u seriji imala su daljinsko upravljanje i mogla su nositi određeni teret.
Maksimalna moguća površina krila prepuštena je solarnim panelima. U projektu Pathfinder dali su snagu od 7,5 kW, a u kasnijem Centurionu uspjeli su dobiti više od 30 kW. Punjive baterije korištene su kao rezervni izvor napajanja. Gorivne ćelije su također korištene u kasnijim eksperimentima.
Eksperimentalni dronovi nisu imali veliku brzinu leta. Ravno krilo velikog raspona ograničilo je ovaj parametar na 30-45 km / h. Istodobno su obavljeni rekordni letovi na visinama od 24-29 km i trajali su najmanje 12-18 sati.
Evropska serija
Od 2003. godine radilo se na projektima serije Zephyr. U početku je novi bespilotni letjelica kreirala britanska kompanija QinetiQ, ali je kasnije posao prebačen na vojno odjeljenje Airbusa. Cilj projekta bio je stvoriti bespilotnu letjelicu sa solarnim pogonom na visokim nadmorskim visinama sa dugim trajanjem leta, sposobnu za nošenje nadzorne opreme.
Sredinom desetljeća započeli su testovi na aparatu za demonstraciju smanjene tehnologije. Zephyr 6 pokazao je potencijal dizajna u cjelini i njegovih pojedinačnih elemenata. 2008. godine, ovaj bespilotni letjelica se popela na visinu od 19 km. Zatim je došao prototip Zephyra 7. pune veličine, koji je u julu 2010. postavio rekord u trajanju leta od više od 14 dana. 2018. godine, drugi prototip, Zephyr 8 (Zephyr S), ostao je u zraku skoro 26 dana.
UAV -i iz serije Airbus Zephyr dobijaju krilo velikog omjera širine i visine podignutih vrhova. Najveći Zephyr 8 ima raspon krila 28 m. Težina - do 50-70 kg, od čega na nosivost ne pada više od 5 kg. Elektromotori se nalaze na prednjoj ivici krila; tanka repna grana s perjem pričvršćena je straga. Gotovo cijela gornja površina krila prepuštena je solarnim panelima. Osim toga, bespilotna letelica ima akumulatore koji osiguravaju let u odsustvu sunčeve svjetlosti. Brzina leta ne prelazi 50-60 km / h, međutim cilj projekta bio je postići veliki domet, nadmorsku visinu i trajanje.
Nastavlja se razvoj projekata serije Zephyr. Poboljšanje postojećih strojeva provodi se radi ispunjenja stvarnih zadataka, a stvaraju se i novi uzorci različitih karakteristika. Trenutno se takvi bespilotni letjelice smatraju nosačima nadzorne opreme, elektroničke opreme itd.
Od posade do bespilotne posade
Posebno je zanimljiv projekat Solar Impulse istoimene švicarske kompanije. On predlaže izgradnju aviona sa ljudskom posadom na solarni pogon. Od 2009. dvije slične mašine učestvuju u letnim testovima. Vremenom je razvojna kompanija objavila svoju namjeru da stvori bespilotnu verziju postojećih aviona.
U novembru 2019. godine, Solar Impulse je, uz pomoć Leonarda i Northropa Grumana, dovršio pretvaranje jednog od prototipova aviona u bespilotnu letjelicu. Letni testovi bili su zakazani za 2020.-21., A početkom dvadesetih godina moguće je pokrenuti malu proizvodnju u interesu stvarnih kupaca. Vjeruje se da takav dron ima konkurentsku prednost u obliku visokih performansi.
Solarni impuls 2, pregrađen u bespilotnu letjelicu, ima ravno krilo raspona 72 m, ispod kojeg je ugrađen lagani trup i četiri gondole elektromotora. Korištena je kombinacija solarnih panela i akumulatora; vršna snaga 66 kW. Avion je razvijao brzinu do 140 km / h i penjao se 12 km. Karakteristike dizajna bespilotne modifikacije bit će veće. Konkretno, trajanje leta će se povećati na 90 dana.
Ograničeni izgledi
Posljednjih decenija postignut je značajan napredak u području solarnih bespilotnih letjelica. Razvijaju se i uvode nove vrste ploča, baterija i elektromotora poboljšanih karakteristika; savremeni materijali se koriste u izgradnji letelica, osiguravajući izdržljivost i malu težinu. U isto vrijeme, unatoč svim naporima, takvi bespilotni letjelice još nisu uspjeli u potpunosti funkcionirati.
Uprkos svim naporima naučnika, solarni paneli još nisu jako moćni. Kao rezultat toga, ispod njih potrebno je dati najveću moguću površinu uz istovremeno osvjetljavanje strukture. Samo pod takvim uvjetima ima dovoljno energije za napajanje motora i punjenje baterija. Osim toga, potrebne su mjere za održavanje napajanja motora bez obzira na intenzitet upadnog svjetla ili u njegovom odsustvu.
Kao rezultat toga, avion s posadom ili bespilotna letjelica, izgrađena čak i uz korištenje naprednih tehnologija, ispostavlja se da je velika i skupa, ali ne može nositi značajan teret. Međutim, on može pokazati visoke letne karakteristike i stoga je od određenog praktičnog interesa.
Sposobnost dugog letenja na velikim visinama može biti korisna pri izviđanju ili praćenju situacije u različitim situacijama. Predloženi su i projekti za "atmosferske satelite" - bespilotne letjelice dugog leta sa opremom za prenos radio signala. Očekuje se da će takva tehnologija moći dugo ostati u određenom području i omogućiti stalnu komunikaciju, što će biti lakša i jeftinija zamjena za svemirske letjelice.
Očigledno, na trenutnom nivou taktičko-tehničkih karakteristika, bespilotne letjelice na solarni pogon ne mogu biti borbene. Ograničena nosivost neće dopustiti uzimanje velike municije, a karakterističan izgled povećat će vidljivost za bilo koja sredstva otkrivanja. Međutim, izviđačke bespilotne letjelice i repetitori također mogu biti od interesa za vojske.
Solarni UAV -ovi su u razvoju u nekoliko zemalja i postignut je značajan napredak. Karakteristike takve opreme postupno se povećavaju, a u dogledno vrijeme prvi uzorci mogu postići pravi rad. Međutim, ovaj smjer ne treba precjenjivati. U praksi će takvi dronovi vjerojatno postati učinkovito sredstvo za popunjavanje određenih niša u kojima mogu ostvariti svoj puni potencijal i ne pokazati inherentne nedostatke.
