Две перспективные технологии в мире – солнечные панели и беспилотные воздушные суда (БВС) могут быть еще более востребованными при их совместном использовании.
В настоящее время солнечные панели достаточно активно используются на современных беспилотных воздушных судах, и именно поэтому совместное использование этих двух перспективных технологий делает их еще более востребованными. Принцип действия подобной технологии состоит в том, чтобы при помощи панелей солнечных батарей получать электроэнергию за счет света солнца в дневное время суток и запасать ее в аккумуляторных батареях для полета в ночное время.
Еще не так давно солнечные панели были слишком громоздкими для использования в беспилотной отрасли. Однако с появлением тонких, гибких и легких солнечных панелей ситуация в корне изменилась. Большинство таких панелей имеют толщину до 200 микрометров, но нарезка кремниевых пластин до нескольких микрометров делает их более гибкими, что позволяет использовать их в разработке БВС.
БВС на солнечных батареях должны выполнять полеты на высотах выше коммерческого авиатрафика, там, где отсутствует облачность и минимальна ветровая нагрузка, для того чтобы обеспечить оптимальные условия энергоэффективности.
Среди экспериментальных БВС на солнечных батареях можно выделить несколько: российскую "Сову", китайский "Qimingxing" и новозеландский "Kea Atmos Mk 1". Далее их основные технические характеристики.
"Сова"
Российский БВС, разработанный компанией Тайбер совместно с Фондом перспективных исследований. Беспилотник построен по многофюзеляжной схеме с крылом большого удлинения размахом 9,5 м. Конструктивные особенности БВС и использованные при его изготовлении материалы позволили создать аппарат взлетной массой порядка 11,8 кг. Мощность солнечных батарей, панели которых установлены на верхней поверхности крыла, превышает 270 Вт. Емкость установленных на борту литий-ионных батарей – 1272 Вт/ч. Беспилотник может выполнять полет со скоростью порядка 9 м/с, или более 30 км/ч.
"Qimingxing-50"
Китайский БВС, разработанный Aviation Industry Corp of China (AVIC). Беспилотник, оснащенный 6 электромоторами, общий размах крыльев которого составляет 50 м, может летать на высоте более 20 км и оставаться в воздухе в течение длительного времени, в том числе в периоды ночной темноты. БВС применяется для выполнения высотной разведки, мониторинга лесных пожаров и атмосферной среды, географического картографирования, ретрансляции связи.
"Kea Atmos Mk 1"
Буквально вчера новозеландская компания Kea Aerospace подтвердила, что приступила к летным испытаниям своего нового стратосферного беспилотника – "Kea Atmos Mk 1", который работает на солнечных батареях. Стратосферный беспилотник имеет размах крыльев 12,5 м, массу менее 40 кг и будет летать на высоте около 15 км. БВС предназначено для сбора аэрофотоснимков высокого разрешения для фиксирования экстремальных погодных явлений, мониторинга окружающей среды и применений в системе точного земледелия.
В последние десятилетия наблюдается серьезный прогресс в использовании солнечных панелей в конструкции беспилотников. Разрабатываются и внедряются новые типы панелей, аккумуляторов и электромоторов с повышенными характеристиками, а в конструкции планеров применяются современные материалы, обеспечивающие прочность и малую массу.
Но несмотря на все усилия разработчиков, солнечные панели пока не отличаются высокой мощностью. Как следствие, под них приходится отдавать максимально возможную площадь при одновременном облегчении конструкции. Только при таких условиях энергии хватает для питания моторов и подзарядки аккумуляторов. Кроме того, необходимы меры, позволяющие сохранять энергоснабжение двигателей вне зависимости от интенсивности падающего света или при его отсутствии. В результате БВС, построенные даже с применением прогрессивных технологий, получаются крупными и недешевыми, однако способными показывать высокие летные характеристики, что нельзя не отметить.
Таким образом, разработан целый ряд экспериментальных БВС на солнечных батареях, однако ни один из проектов пока не доведен до полноценной эксплуатации с решением реальных задач.
Комментарии