Električni pogonski sustavi aktivno se koriste u suvremenim bespilotnim letjelicama i omogućuju visoke letne performanse. Daljnji rast ključnih parametara može se postići korištenjem solarne energije. Razvijeni su brojni eksperimentalni bespilotni letjelice na solarni pogon-ali niti jedan projekt još nije doveden u punopravni rad s rješavanjem stvarnih problema.
Uz sudjelovanje NASA -e
Na prijelazu sedamdesetih u osamdesete godine američka tvrtka AeroVironment provodila je istraživanja na području solarne energije za zrakoplove. 1983. primila je narudžbu NASA -e za izradu eksperimentalnog bespilotnog zrakoplova sposobnog pokazati visoke performanse. Prvi projekt nove serije nazvan je HALSOL (Solar s visokom nadmorskom visinom). Kasnije je preimenovan u Pathfinder.
Iste godine dogodio se prvi let iskusnog drona, ali su ispitivanja prepoznata kao neuspješna zbog nedovoljne razine razvoja ključnih tehnologija. Završetak projekta nastavljen je do 1993. godine, kada su testovi nastavljeni. Ubrzo je Pathfinder pokazao sve prednosti novih tehnologija i komponenti. Tijekom godina, UAV je postavio brojne rekorde nadmorske visine i trajanja leta za vozila na solarni pogon.
Godine 1998. iskusni dron nadograđen je 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 različitih karakteristika.
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 s podvozjem i opremom. Sva vozila u seriji imala su daljinsko upravljanje i mogla su nositi određeni teret.
Maksimalna moguća površina krila dana je solarnim panelima. U projektu Pathfinder proizvodili 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 korištene su i u kasnijim pokusima.
Pokusni 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.
Europska serija
Od 2003. godine radilo se na projektima serije Zephyr. U početku je novi bespilotni letjelica stvorila britanska tvrtka QinetiQ, no kasnije je posao prebačen u vojni odjel Airbusa. Cilj projekta bio je stvoriti bespilotnu letjelicu sa solarnim pogonom na visokim nadmorskim visinama s dugim trajanjem leta, sposobnu za nošenje nadzorne opreme.
Sredinom desetljeća počeli su testovi na aparatu demonstratora smanjene tehnologije. Zephyr 6 pokazao je potencijal dizajna u cjelini i njegovih pojedinačnih elemenata. Godine 2008. ovaj se bespilotni letjelica popeo na visinu od 19 km. Zatim je došao prototip Zephyr 7. u punoj veličini. U srpnju 2010. postavio je rekord u trajanju leta od više od 14 dana. 2018. drugi prototip, Zephyr 8 (Zephyr S), ostao je u zraku gotovo 26 dana.
UAV -i iz serije Airbus Zephyr dobivaju 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 prednjem rubu krila; sa stražnje strane pričvršćena je tanka repna grana s perjem. Gotovo cijela gornja površina krila prepuštena je solarnim pločama. Osim toga, bespilotna letjelica ima akumulatore koji osiguravaju let u odsutnosti 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 kako bi se ispunili stvarni zadaci, a stvaraju se i novi uzorci s različitim karakteristikama. Trenutno se takvi bespilotni letjelice smatraju nosačima nadzorne opreme, elektroničke opreme itd.
Od posade do bespilotne posade
Posebno je zanimljiv projekt Solar Impulse istoimene švicarske tvrtke. Predlaže izgradnju zrakoplova s ljudskom posadom na solarni pogon. Od 2009. godine dva slična stroja sudjeluju u letnim testovima. S vremenom je razvojna tvrtka objavila namjeru da stvori bespilotnu verziju postojećih zrakoplova.
U studenom 2019. Solar Impulse je, uz pomoć Leonarda i Northropa Grummana, dovršio pretvorbu jednog od prototipova zrakoplova u bespilotnu letjelicu. Letni testovi zakazani su za razdoblje 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.
Solar Impulse 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 razvio brzinu do 140 km / h i popeo se 12 km. Karakteristike dizajna modifikacije bez posade bit će veće. Konkretno, trajanje leta će se povećati na 90 dana.
Ograničeni izgledi
Posljednjih desetljeća postignut je značajan napredak na području solarnih bespilotnih letjelica. Razvijaju se i uvode nove vrste ploča, baterija i elektromotora poboljšanih karakteristika; suvremeni materijali koriste se u izgradnji zrakoplova, osiguravajući trajnost i malu težinu. Istodobno, unatoč svim naporima, takvi bespilotni letjelice još nisu došli do potpunog djelovanja.
Unatoč svim naporima znanstvenika, solarni paneli još nisu jako moćni. Kao rezultat toga, moraju im dati najveću moguću površinu uz istodobno 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 njegovoj odsutnosti.
Kao rezultat toga, zrakoplov 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 leta na velikim visinama može biti korisna pri provođenju izviđanja ili praćenju situacije u različitim situacijama. Predlažu se i projekti za "atmosferske satelite" - bespilotne letjelice dugog leta s opremom za prijenos radio signala. Očekuje se da će takva tehnika moći dugo ostati u određenom području i osigurati stalnu komunikaciju, što će biti lakša i jeftinija zamjena za letjelice.
Očito, na sadašnjoj razini taktičko-tehničkih karakteristika, bespilotne letjelice na solarni pogon ne mogu biti borbene. Ograničena nosivost neće dopustiti uzimanje velikog streljiva, a karakterističan izgled povećat će vidljivost za bilo koja sredstva otkrivanja. Međutim, izviđačke bespilotne letjelice i repetitori također mogu zanimati vojske.
Solarni bespilotni letjelice u razvoju su 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 precijeniti. 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.
