De Amerikaanse marine toont grote interesse in onbemande luchtsystemen van verschillende klassen. Nu zijn ze van plan het concept van een ultralange vliegtijd UAV te bestuderen en te evalueren. De ontwikkeling, constructie en testen van een prototype van deze klasse werd toevertrouwd aan Skydweller Aero. De eerste vluchten van zo'n machine kunnen dit of volgend jaar plaatsvinden.
Overheidscontract
Het Amerikaans-Spaanse bedrijf Skydweller Aero is in 2019 opgericht met als doel deel te nemen aan de ontwikkeling van onbemande luchtvaartuigen met verhoogde vlucht- en operationele eigenschappen. Vrijwel onmiddellijk kocht ze de ontwikkelingen van de Solar Impulse-organisatie en het gelijknamige prototypevliegtuig uit. In de toekomst bleef ze de oplossingen van anderen ontwikkelen en begon ze haar eigen ideeën te implementeren.
Begin augustus maakte Skydweller Aero bekend dat het een order had ontvangen van de Amerikaanse marine. Het contract ter waarde van $ 5 miljoen voorziet in voorbereidend werk voor de oprichting van een ultra-duurzame UAV - de zogenaamde. atmosferische satelliet of pseudo-satelliet. De aannemer moet uiterlijk in het tweede kwartaal van 2022 een technologiedemonstrator-drone inleveren. Bij succes kan een volwaardig project van start gaan.
De Amerikaanse marine zou graag een "atmosferische satelliet" ontvangen met een elektriciteitscentrale die tot 90 dagen in de lucht kan blijven. Het moet een nuttige lading vervoeren voor verschillende doeleinden. Het is de bedoeling om verschillende soorten radiotechnische systemen, verkenningsapparatuur, enz. Een dergelijk product zou een niche kunnen innemen tussen UAV's van "traditionele" klassen en ruimtevaartuigen, waardoor de uitvoering van sommige taken wordt vereenvoudigd.
Tot nu toe hebben we het alleen over het zoeken en ontwikkelen van technologieën die nodig zijn om een volwaardig project te creëren. De ontwikkeling van deze laatste kan in de toekomst beginnen, maar de exacte data kunnen nog niet worden genoemd. Ook het tijdstip van ingebruikname van de satelliet is onzeker - natuurlijk als het project daartoe komt.
Technologische basis
Skydweller Aero begon vrijwel onmiddellijk na de oprichting met het onderzoeken van het onderwerp "atmosferische satellieten" en is er al in geslaagd een deel van het werk uit te voeren en ervaring op te doen. De nieuwe opdracht van de Marine geeft dit project (financiële) steun, en geeft ook hoop dat veelbelovende technologieën echte toepassing zullen vinden.
De aannemer hoeft geen technologiedemonstrator helemaal opnieuw te ontwerpen en te bouwen. In deze hoedanigheid is het de bedoeling om het reeds bestaande experimentele vliegtuig Solar Impulse 2 te gebruiken. Eind 2019 begon de herstructurering en heruitrusting ervan. Het doel van dit project was om het vliegtuig om te bouwen tot een optioneel bestuurd vliegtuig. Nu kan het vliegtuig, afhankelijk van de behoefte, worden bestuurd door de piloot vanuit de cockpit of door de operator vanaf de grond. Het optioneel bemande vliegtuig Solar Impulse 2 heeft de vliegtests al doorstaan.
In de nabije toekomst incl. tegen het einde van 2021 kan het vliegtuig de cockpit verliezen en uiteindelijk veranderen in een UAV. In deze vorm gaat het naar een nieuwe testfase, die samen met de marine zal worden uitgevoerd. Hoe lang het duurt en hoe het afloopt, is niet bekend. De aannemer is echter optimistisch.
Technische kenmerken
Het experimentele vliegtuig Solar Impulse 2 werd in 2011-14 gebouwd door de internationale organisatie Solar Impulse. De vliegtests van de machine begonnen in 2014.en bevestigde snel genoeg het vermogen van het vliegtuig voor een lange vlucht. Een paar jaar later veranderde het vliegtuig van eigenaar en in de nabije toekomst zal het van uiterlijk veranderen.
De Solar Impulse 2 is een normaal hoogvleugelvliegtuig met een grote rechte vleugel, ontworpen om hoge aerodynamische en vliegeigenschappen te bieden. Het zweefvliegtuig is gemaakt van lichte legeringen, kunststoffen en composieten. Hierdoor heeft het vliegtuig met een lengte van 22,4 m en een spanwijdte van 71,9 m een startgewicht van slechts 2,3 ton.
Voor het vliegtuig is een originele energiecentrale ontwikkeld op basis van zonnepanelen en accu's. Het bovenoppervlak van de vleugel, het empennage en de romp is bedekt met 17248 zonnecellen met een totale oppervlakte van ca. 270 m² en met een totaal vermogen tot 66 kW. De energie wordt geleverd aan vier 41 kWh lithium-ionbatterijen, evenals vier 13 kW elektromotoren met tweebladige trekpropellers met een diameter van 4 m.
Het vliegtuig is uitgerust met een enkele drukloze cockpit met alle benodigde apparatuur. Voor langdurige vluchten was een automatische piloot voorzien, die de belasting van de piloot vermindert en hem in staat stelt om tijdens de vlucht te rusten. Zuurstofuitrusting is beschikbaar voor vluchten op hoogtes tot 10-12 km.
Tijdens de eerste tests toonde Solar Impulse 2 het vermogen om op te stijgen met een snelheid van 36 km / u; de maximum snelheid is 140 km/u. De kruissnelheid is overdag 90 km / u en 's nachts, bij weinig licht of bij afwezigheid daarvan, daalt tot 60 km / u.
Het gebruik van energie van de zon biedt in theorie onbeperkte actieradius en vliegduur. In 2015-16. het werd gebruikt tijdens de reis rond de wereld. De hele route was verdeeld in 17 secties van verschillende lengtes en duurs. De langste vlucht vond plaats in de zomer van 2015 en duurde 117 uur. Nieuwe records van dit soort werden niet behaald vanwege de te hoge werkdruk van de piloot.
Een verdere verlenging van de vluchtduur hangt samen met het weigeren van de aanwezigheid van de piloot aan boord. Momenteel wordt de enige Solar Impulse 2 voor een dergelijk project verbouwd. Het vliegtuig verliest de cockpit en de bijbehorende besturingssystemen. In plaats daarvan zullen een nieuwe rompneus en autonome en afstandsbedieningsfaciliteiten worden geïnstalleerd. Na een dergelijke verwerking kan de UAV een lading tot 400 kg aan boord nemen.
"Spoetnik" voor de vloot
Het werk aan de herstructurering van het experimentele vliegtuig nadert zijn voltooiing en tegen het einde van het jaar kan het in een nieuwe configuratie de lucht in worden getild. Dan beginnen de proeven om ervaring op te doen, maar ook in het belang van de marine. Hoe lang deze evenementen zullen duren, is nog niet bekend gemaakt. Ook hun resultaten blijven onduidelijk, hoewel er redenen zijn voor positieve voorspellingen.
In de toekomst kan de Amerikaanse marine, na evaluatie van de technologiedemonstrator, de ontwikkeling van een volwaardige "atmosferische satelliet" initiëren. Skydweller Aero is, met behulp van de verzamelde ervaring, heel goed in staat om een overeenkomstige bestelling te verkrijgen. De lancering van de wedstrijd en het ontwerp blijft echter een verre toekomst.
Het is al bekend wat het resultaat van een dergelijk project kan zijn. De marine wil een onbemand luchtvaartuig dat in staat is om autonoom of op commando drie maanden te blijven vliegen en een onbeperkt praktisch bereik heeft. Hierdoor kan het apparaat lange tijd en zonder onderbreking in een bepaald gebied blijven om de taak op te lossen. Bovendien biedt het onbeperkte bereik de mogelijkheid om overal ter wereld te bereiken, ongeacht de startlocatie.
Er worden verschillende laadmogelijkheden overwogen. Hierdoor zal de drone optische of elektronische verkenningen kunnen uitvoeren en de functies van een luchtrepeater van radiosignalen kunnen uitvoeren. Tegelijkertijd is het onwaarschijnlijk dat de "satelliet" een effectieve aanvals-UAV kan worden.
Ultralange vluchtdrones worden niet voor niets "atmosferische satellieten" genoemd. Vanuit het oogpunt van de taken die worden opgelost, zijn ze, met enig voorbehoud, functionele analogen van ruimtevaartuigen. Dergelijke UAV's kunnen verkenningen uitvoeren, communicatie en navigatie bieden, enz. Tegelijkertijd kan het vliegtuig eenvoudiger en goedkoper te produceren en te bedienen zijn. Er zijn echter een aantal technische en andere moeilijkheden, zonder deze te overwinnen, het is onmogelijk om te rekenen op hoge prestaties en efficiëntie van gebruik.
Een geweldige toekomst
Projecten van Solar Inpulse, Skydweller Aero en andere organisaties zijn ontwikkeld met als doel nieuwe technologieën op het gebied van luchtvaart onder de knie te krijgen en hun echte vooruitzichten te bepalen. De uitgevoerde tests bevestigden de berekende kenmerken en toonden aan dat nieuwe oplossingen de grootste toekomst hebben.
Nu hebben we het over het gebruik van nieuwe technologieën in een project met reële perspectieven. Tegelijkertijd raakten, zoals vaak gebeurt, de strijdkrachten van een ontwikkeld land geïnteresseerd in nieuwe ideeën. Dit feit geeft de projectontwikkelaars hoop op een succesvolle afronding van theoretisch en ontwerpwerk - en op toekomstige contracten. Hiervoor is het echter noodzakelijk om de fase van het demonstreren van technologieën te doorlopen en het potentieel van hun projecten op militair gebied te laten zien, wat enige tijd zal duren.
