Solar Impulse 2-flygplan kommer att bli en "atmosfärisk satellit" för den amerikanska flottan
Solar Impulse 2-flygplan under de första testerna, november 2014
Den amerikanska flottan visar stort intresse för drönare flyg komplex av olika klasser. Nu tänker de studera och utvärdera UAV-konceptet med ultrahög uthållighet. Utvecklingen, konstruktionen och testningen av en prototyp av denna klass anförtros åt Skydweller Aero. De första flygningarna av en sådan maskin kan komma att ske detta eller nästa år.
Regeringskontrakt
Det amerikansk-spanska företaget Skydweller Aero grundades 2019 med syftet att delta i skapandet av obemannade flygfarkoster med förbättrade flyg- och operativa egenskaper. Nästan omedelbart köpte hon ut utvecklingen av organisationen Solar Impulse och experimentflygplanet med samma namn. I framtiden fortsatte hon att utveckla andras lösningar och började implementera sina egna idéer.
I början av augusti meddelade Skydweller Aero att man fått en order från den amerikanska flottan. Kontraktet värt 5 miljoner dollar tillhandahåller förberedande arbete med att skapa en UAV med ultrahög flygtid - den så kallade. atmosfärisk satellit eller pseudo-satellit. Senast Q2 2022 ska entreprenören lämna in en teknikdemonstrationsdrönare. Om det lyckas kan ett fullfjädrat projekt starta.
Den amerikanska flottan vill gärna ta emot en "atmosfärisk satellit" med ett elkraftverk som kan hålla sig i luften i upp till 90 dagar. Den måste bära en nyttolast för olika ändamål. Den är tänkt att använda olika typer av radiosystem, spaningsutrustning etc. En sådan produkt kan uppta en nisch mellan UAV:er av "traditionella" klasser och rymdfarkoster, vilket förenklar utförandet av vissa uppgifter.
Flygplan i hangaren
Än så länge talar vi bara om sökning och utveckling av teknologier som är nödvändiga för att skapa ett fullfjädrat projekt. Utvecklingen av den senare kan börja i framtiden, men den exakta tidpunkten kan ännu inte nämnas. Tidpunkten för sputnikens ibruktagande är också osäker - naturligtvis om projektet kommer till det.
Teknisk grund
Skydweller Aero började forska på ämnet "atmosfäriska satelliter" nästan omedelbart efter grundandet och har redan lyckats utföra en del av arbetet och skaffa lite erfarenhet. En ny order från marinen ger detta projekt ekonomiskt och annat stöd, och ger också hopp om att lovande teknologier kommer att få verklig tillämpning.
Entreprenören behöver inte designa och bygga en teknikdemonstrator från grunden. I denna egenskap är det planerat att använda det redan befintliga experimentflygplanet Solar Impulse 2. I slutet av 2019 påbörjades dess omstrukturering och omutrustning. Syftet med detta projekt var att förvandla flygplanet till ett valfritt bemannat flygplan. Nu, beroende på behovet, kan flygplanet styras av piloten från cockpit eller av operatören från marken. Det valfria bemannade flygplanet Solar Impulse 2 har redan flygtestats.
Inom en snar framtid, inkl. i slutet av 2021 kan flygplanet förlora sin cockpit och slutligen förvandlas till en UAV. I denna form kommer det att tas till ett nytt teststeg, som kommer att genomföras tillsammans med marinen. Hur lång tid det kommer att ta och hur det kommer att sluta är okänt. Entreprenören är dock optimistisk.
Tekniska egenskaper
Experimentflygplanet Solar Impulse 2 byggdes av den internationella organisationen Solar Impulse 2011-14. Flygtester av maskinen startade 2014 och bekräftade snabbt flygplanets förmåga för en lång flygning. Några år efter det bytte flygplanet sin ägare, och inom en snar framtid kommer det att ändra utseende.
Solar Impulse 2 är ett normalt högvingat flygplan med lång spann, rakt vingar designat för att ge hög aerodynamisk och flygprestanda. Flygplanet tillverkades av lätta legeringar, plaster och kompositer. Tack vare detta har flygplanet med en längd på 22,4 m och ett vingspann på 71,9 m en startvikt på endast 2,3 ton.
Flygtestning efter den senaste uppgraderingen, april 2021
Ett originalkraftverk baserat på solpaneler och batterier utvecklades för flygplanet. Den övre ytan av vingen, fjäderdräkten och flygkroppen är täckt med 17248 solceller med en total yta på ca. 270 kvm. och en total effekt på upp till 66 kW. Energi tillförs fyra litiumjonbatterier med en kapacitet på 41 kWh, samt fyra elmotorer med en kapacitet på 13 kW vardera med tvåbladiga traktorpropellrar med en diameter på 4 m.
Flygplanet är utrustat med en enda icke-tryckkabin med all nödvändig utrustning. För långa flygningar tillhandahölls en autopilot, vilket minskar belastningen på piloten och låter honom vila under flygningen. För flygningar på höjder upp till 10-12 km finns syrgasutrustning.
Under de första testerna visade Solar Impulse 2 förmågan att lyfta med en hastighet av 36 km/h; maximal hastighet - 140 km / h. Marschhastigheten under dagen är 90 km/h, och på natten, i svagt eller inget ljus, sjunker till 60 km/h.
Användningen av solenergi ger i teorin ett obegränsat räckvidd och varaktighet för flygningen. Under 2015-16 den användes under en jorden runt-resa. Hela rutten var uppdelad i 17 segment av olika längd och varaktighet. Den längsta flygningen ägde rum sommaren 2015 och varade i 117 timmar. Nya rekord av detta slag sattes inte på grund av den alltför höga arbetsbelastningen på piloten.
En ytterligare ökning av flygningens varaktighet är förknippad med vägran att vara närvarande av piloten ombord. För närvarande byggs den enda Solar Impulse 2 om till denna design. Flygplanet kommer att förlora cockpit och tillhörande kontrollsystem. Istället kommer de att installera en ny främre flygkropp och organ för autonom och fjärrstyrning. Efter sådan bearbetning kommer UAV:en att kunna ta ombord en nyttolast som väger upp till 400 kg.
"Sputnik" för flottan
Arbetet med omstruktureringen av experimentflygplanet närmar sig sitt slut, och innan årets slut kan det lyftas upp i luften i en ny konfiguration. Sedan kommer tester att påbörjas för att skaffa erfarenhet, såväl som i marinens intresse. Hur länge dessa händelser kommer att pågå har ännu inte rapporterats. Deras resultat förblir också oklara, även om det finns skäl för positiva prognoser.
I framtiden, efter att ha utvärderat teknikdemonstratorn, kan den amerikanska marinen initiera utvecklingen av en fullfjädrad "atmosfärisk satellit". Skydweller Aero, med hjälp av sin samlade erfarenhet, är ganska kapabel att få en lämplig order. Men lanseringen av tävlingen och design är fortfarande en fråga om en avlägsen framtid.
Det är redan känt vad resultatet av ett sådant projekt kan bli. Marinen vill ha ett obemannat luftfartyg som kan flyga självständigt eller på kommando i tre månader och som har obegränsad praktisk räckvidd. Tack vare detta kommer enheten att kunna stanna i ett givet område under lång tid och utan avbrott och lösa uppgiften. Dessutom kommer obegränsad räckvidd att ge möjligheten att nå var som helst i världen, oavsett platsen för start.
Designbild av en helt obemannad version av Solar Impulse 2
Flera nyttolastalternativ övervägs. På grund av detta kommer drönaren att kunna utföra optisk eller elektronisk spaning, samt utföra funktionerna hos en luftrepeater av radiosignaler. Samtidigt är det osannolikt att "satelliten" blir en effektiv strejk-UAV.
Drönare ultrahög flygtid kallas inte bara "atmosfäriska satelliter". Med tanke på de uppgifter som ska lösas är de, med vissa reservationer, funktionella analoger till rymdfarkoster. Sådana UAV:er kan utföra spaning, tillhandahålla kommunikation och navigering, etc. Samtidigt kan flygplanet vara enklare och billigare att tillverka och driva. Det finns dock ett antal tekniska och andra svårigheter som man inte kan räkna med hög prestanda och effektivitet utan att övervinna.
Stor framtid
Projekt från Solar Inpulse, Skydweller Aero och andra organisationer utvecklades i syfte att bemästra ny teknik inom flygområdet, samt att fastställa deras verkliga framtidsutsikter. De genomförda testerna bekräftade designegenskaperna och visade att nya lösningar har störst framtid.
Nu pratar vi om användningen av ny teknik i ett projekt med verkliga framtidsutsikter. Samtidigt, som ofta händer, blev de väpnade styrkorna i ett utvecklat land intresserade av nya idéer. Detta faktum ger utvecklarna av projektet hopp om ett framgångsrikt slutförande av teoretiskt och designarbete - och för framtida kontrakt. Men för detta är det nödvändigt att gå igenom scenen för att demonstrera teknik och visa potentialen för sina projekt på det militära området, vilket kommer att ta lite tid.
- Ryabov Kirill
- Skydweller Aero, Wikimedia Commons
informationen