Elektrikli tahrik sistemleri, modern insansız hava araçlarında aktif olarak kullanılmakta ve yüksek uçuş performansı sağlamaktadır. Güneş enerjisi kullanılarak önemli parametrelerin daha da büyümesi sağlanabilir. Bir dizi deneysel güneş enerjili İHA geliştirildi - ancak projelerin hiçbiri henüz gerçek sorunların çözümü ile tam teşekküllü operasyona getirilmedi.
NASA'nın katılımıyla
Yetmişlerin ve seksenlerin başında, Amerikan şirketi AeroVironment, uçaklar için güneş enerjisi alanında araştırmalar yürütüyordu. 1983 yılında NASA'dan yüksek performans özellikleri gösterebilen deneysel bir İHA oluşturma emri aldı. Yeni serinin ilk projesine HALSOL (High Altitude Solar) adı verildi. Daha sonra Pathfinder olarak yeniden adlandırıldı.
Aynı yıl, deneyimli bir insansız hava aracının ilk uçuşu gerçekleşti, ancak temel teknolojilerin yetersiz gelişme düzeyi nedeniyle testler başarısız olarak kabul edildi. Projenin sonuçlandırılması, testlerin yeniden başlatıldığı 1993 yılına kadar devam etti. Çok geçmeden Pathfinder, yeni teknolojilerin ve bileşenlerin tüm avantajlarını gösterdi. İHA, yıllar içinde güneş enerjili araçlar için bir dizi irtifa ve uçuş süresi rekoru kırdı.
1998 yılında Pathfinder Plus projesine göre deneyimli bir drone yükseltildi. Yeniden tasarım ve yeni elektrikli bileşenlerin piyasaya sürülmesi, performansın yeniden iyileştirilmesine olanak sağladı ve yeni rekorlar kırıldı. Aynı dönemde Centurion ve Helios Prototip İHA'lar da benzer görünümde ancak farklı özelliklerde oluşturuldu.
NASA ve AeroVironment'ten deneyimli İHA'lar genel şemaya göre inşa edildi. Ana tasarım öğesi, 29,5 m'den (Yol Bulucu) 75 m'ye (Helios) uzanan geniş bir en boy oranlı kanattı. Kanatta, çekme vidalı (6 ila 14 ünite) elektrik motorları ve iniş takımı ve ekipmanı olan naseller kuruldu. Serideki tüm araçların uzaktan kumandası vardı ve bir miktar yük taşıyabiliyordu.
Mümkün olan maksimum kanat alanı güneş panellerine verildi. Pathfinder projesinde 7,5 kW'lık bir güç verdiler ve daha sonraki Centurion'da 30 kW'dan fazla güç almayı başardılar. Yedek güç kaynağı olarak şarj edilebilir piller kullanıldı. Yakıt hücreleri daha sonraki deneylerde de kullanıldı.
Deneysel dronların uçuş hızı yüksek değildi. Geniş açıklıklı düz kanat, bu parametreyi 30-45 km / s ile sınırladı. Aynı zamanda 24-29 km irtifalarda rekor uçuşlar yapıldı ve en az 12-18 saat sürdü.
Avrupa serisi
2003 yılından bu yana Zephyr serisinin projeleri üzerinde çalışmalar yürütülmektedir. Başlangıçta, yeni İHA İngiliz QinetiQ şirketi tarafından yaratıldı, ancak daha sonra iş Airbus askeri departmanına devredildi. Projenin amacı, uzun uçuş süresine sahip, gözetleme ekipmanı taşıyabilen, yüksek irtifa güneş enerjisiyle çalışan bir drone yaratmaktı.
On yılın ortasında, azaltılmış bir teknoloji gösterici aparat üzerinde testler başladı. Zephyr 6, tasarımın potansiyelini bir bütün olarak ve bireysel öğelerini gösterdi. 2008 yılında, bu İHA 19 km yüksekliğe tırmandı. Ardından tam boyutlu Zephyr 7 prototipi geldi ve Temmuz 2010'da 14 günden fazla uçuş süresi rekoru kırdı. 2018'de başka bir prototip olan Zephyr 8 (Zephyr S), neredeyse 26 gün havada kaldı.
Airbus Zephyr serisinin İHA'ları, yükseltilmiş uçları olan geniş bir en-boy oranlı kanat alır. En büyük Zephyr 8'in kanat açıklığı 28 m'dir. Ağırlık - 50-70 kg'a kadar, bunun 5 kg'dan fazlası yüke düşmez. Elektrik motorları, kanadın ön kenarına yerleştirilmiştir; arkaya tüylü ince bir kuyruk bomu takılıdır. Kanadın üst yüzeyinin neredeyse tamamı güneş panellerine bırakılmıştır. Ayrıca İHA'da güneş ışığının yokluğunda uçuş sağlamak için akümülatörler bulunmaktadır. Uçuş hızı 50-60 km / s'yi geçmiyor, ancak projenin amacı yüksek bir menzil, irtifa ve süre elde etmekti.
Zephyr serisi projelerin geliştirilmesi devam ediyor. Gerçek görevleri yerine getirmek için mevcut makinelerin iyileştirilmesi gerçekleştirilir, ayrıca farklı özelliklere sahip yeni örnekler oluşturulur. Şu anda, bu tür İHA'lar, gözetim ekipmanı, elektronik ekipman vb. Taşıyıcıları olarak kabul edilmektedir.
İnsanlıdan insansıza
Özellikle ilgi çekici olan, aynı adı taşıyan İsviçreli şirketin Solar Impulse projesidir. Güneş enerjisiyle çalışan insanlı uçakların yapımını öneriyor. 2009'dan beri iki benzer makine uçuş testlerine katılıyor. Zamanla, geliştirme şirketi mevcut uçağın insansız bir versiyonunu yaratma niyetini açıkladı.
Solar Impulse, Kasım 2019'da Leonardo ve Northrop Grumman'ın yardımıyla prototip uçaklardan birinin İHA'ya dönüştürülmesini tamamladı. Uçuş testleri 2020-21 için planlandı ve yirmili yılların başında gerçek müşterilerin çıkarlarına göre küçük ölçekli üretim başlatmak mümkün. Böyle bir dronun, yüksek performans özellikleri şeklinde rekabet avantajına sahip olduğuna inanılmaktadır.
Bir İHA'ya yeniden inşa edilen Solar Impulse 2, altına hafif bir gövde ve dört elektrik motorunun monte edildiği 72 m açıklığa sahip düz bir kanada sahiptir. Güneş panelleri ve akümülatörlerin bir kombinasyonu kullanıldı; tepe gücü 66 kW. Uçak 140 km/s hıza ulaştı ve 12 km tırmandı. İnsansız modifikasyonun tasarım özellikleri daha yüksek olacaktır. Özellikle uçuş süresi 90 güne çıkarılacak.
Sınırlı beklentiler
Son yıllarda, güneş İHA'ları alanında önemli ilerlemeler kaydedilmiştir. Gelişmiş özelliklere sahip yeni tip paneller, piller ve elektrik motorları geliştirilmekte ve tanıtılmaktadır; uçak gövdelerinin yapımında dayanıklılık ve düşük ağırlık sağlayan modern malzemeler kullanılır. Aynı zamanda, tüm çabalara rağmen, bu tür insansız hava araçları henüz tam teşekküllü operasyona ulaşmadı.
Bilim adamlarının tüm çabalarına rağmen güneş panelleri henüz çok güçlü değil. Sonuç olarak, altlarında yapıyı aynı anda aydınlatırken mümkün olan maksimum alanı vermek gerekir. Sadece bu koşullar altında motorlara güç sağlamak ve pilleri şarj etmek için yeterli enerji vardır. Ek olarak, gelen ışığın yoğunluğundan veya yokluğundan bağımsız olarak motorlara güç beslemesini sürdürmek için önlemlere ihtiyaç vardır.
Sonuç olarak, gelişmiş teknolojilerin kullanılmasıyla bile inşa edilen insanlı bir uçak veya İHA, büyük ve pahalı olduğu ortaya çıkıyor, ancak önemli bir yük taşıyamıyor. Bununla birlikte, yüksek uçuş özellikleri gösterme kabiliyetine sahiptir ve bu nedenle, belirli bir pratik ilgi alanıdır.
Yüksek irtifalarda uzun süre uçma yeteneği, keşif yaparken veya farklı durumlarda durumu izlerken faydalı olabilir. "Atmosferik uydular" - radyo sinyallerini iletmek için ekipmana sahip uzun uçuş süresine sahip insansız hava araçları için projeler de önerildi. Bu teknolojinin belirli bir alanda uzun süre kalabilmesi ve sürekli iletişim sağlaması, uzay aracı için daha kolay ve daha ucuz bir yedek olması bekleniyor.
Açıkçası, mevcut taktik ve teknik özellikler seviyesinde, güneş enerjili İHA'lar savaşanlar olamaz. Sınırlı taşıma kapasitesi, büyük mühimmat alınmasına izin vermeyecek ve karakteristik görünüm, herhangi bir tespit aracının görünürlüğünü artıracaktır. Bununla birlikte, keşif uçağı ve tekrarlayıcılar da orduların ilgisini çekebilir.
Güneş İHA'ları birçok ülkede geliştirilme aşamasındadır ve önemli ilerleme kaydedilmiştir. Bu tür ekipmanların özellikleri giderek artıyor ve öngörülebilir gelecekte, ilk örnekler gerçek çalışmaya ulaşma konusunda oldukça yetenekli. Ancak, bu yön fazla tahmin edilmemelidir. Uygulamada, bu tür insansız hava araçları, potansiyellerini tam olarak gerçekleştirebilecekleri ve doğal dezavantajları göstermeyecekleri belirli nişleri doldurmanın etkili bir yolu haline gelebilir.
