Sistem pendorong elektrik digunakan secara aktif dalam kenderaan udara tanpa pemandu moden dan memberikan prestasi penerbangan yang tinggi. Pertumbuhan parameter utama selanjutnya dapat dicapai dengan menggunakan tenaga suria. Sejumlah UAV bertenaga suria eksperimen telah dikembangkan - tetapi tidak ada projek yang belum dapat dijalankan sepenuhnya dengan penyelesaian masalah sebenar.
Dengan penyertaan NASA
Pada pergantian tahun tujuh puluhan dan lapan puluhan, syarikat Amerika AeroVironment sedang melakukan penyelidikan dalam bidang tenaga suria untuk pesawat. Pada tahun 1983, dia menerima pesanan dari NASA untuk membuat UAV eksperimental yang mampu menunjukkan ciri prestasi tinggi. Projek pertama siri baru ini diberi nama HALSOL (High Altitude Solar). Ia kemudian dinamakan Pathfinder.
Pada tahun yang sama, penerbangan pertama drone berpengalaman berlaku, tetapi ujian diakui tidak berjaya kerana tahap pengembangan teknologi utama yang tidak mencukupi. Penyelesaian projek berterusan sehingga tahun 1993, ketika ujian dilanjutkan. Tidak lama kemudian, Pathfinder menunjukkan semua kelebihan teknologi dan komponen baru. Selama bertahun-tahun, UAV telah menetapkan sejumlah catatan ketinggian dan jangka masa penerbangan untuk kenderaan bertenaga solar.
Pada tahun 1998, drone yang berpengalaman ditingkatkan mengikut projek Pathfinder Plus. Reka bentuk semula dan pengenalan komponen elektrik baru membolehkan prestasi ditingkatkan lagi dan rekod baru telah ditetapkan. Dalam tempoh yang sama, Centurion dan Helios Prototype UAV dibuat dengan penampilan yang serupa, tetapi dengan ciri yang berbeza.
UAV berpengalaman dari NASA dan AeroVironment dibina mengikut skema umum. Elemen reka bentuk utama adalah sayap nisbah aspek besar yang merangkumi dari 29.5 m (Pathfinder) hingga 75 m (Helios). Di sayap, motor elektrik dengan skru penarik (dari 6 hingga 14 unit) dan nacelles dengan gear pendaratan dan peralatan dipasang. Semua kenderaan dalam siri ini mempunyai alat kawalan jauh dan dapat membawa muatan.
Kawasan sayap semaksimum mungkin diserahkan kepada panel suria. Dalam projek Pathfinder, mereka mengeluarkan tenaga 7.5 kW, dan di Centurion kemudian mereka berjaya mendapatkan lebih dari 30 kW. Bateri boleh dicas semula digunakan sebagai sumber kuasa sandaran. Sel bahan bakar juga digunakan dalam eksperimen kemudian.
Drone eksperimen tidak mempunyai kelajuan penerbangan yang tinggi. Sayap lurus jarak besar membatasi parameter ini hingga 30-45 km / jam. Pada masa yang sama, penerbangan rakaman dibuat pada ketinggian 24-29 km dan berlangsung sekurang-kurangnya 12-18 jam.
Seri Eropah
Sejak tahun 2003, kerja telah dijalankan pada projek siri Zephyr. Pada mulanya, UAV baru dibuat oleh syarikat Britain QinetiQ, tetapi kemudian karya itu dipindahkan ke jabatan ketenteraan Airbus. Matlamat projek ini adalah untuk membuat drone bertenaga suria ketinggian tinggi dengan jangka masa penerbangan yang panjang, yang mampu membawa peralatan pengawasan.
Pada pertengahan dekad, ujian bermula pada alat demonstrasi teknologi yang berkurang. Zephyr 6 menunjukkan potensi reka bentuk secara keseluruhan dan unsur-unsurnya yang tersendiri. Pada tahun 2008, UAV ini naik ke ketinggian 19 km. Kemudian muncul prototaip ukuran penuh Zephyr 7. Pada bulan Julai 2010, ia menetapkan rekod jangka masa penerbangan lebih dari 14 hari. Pada tahun 2018, satu lagi prototaip, Zephyr 8 (Zephyr S), kekal di udara selama hampir 26 hari.
UAV dari siri Airbus Zephyr menerima sayap nisbah aspek besar dengan petua yang dibangkitkan. Zephyr 8 terbesar mempunyai sayap 28 m. Berat - hingga 50-70 kg, yang tidak lebih dari 5 kg jatuh pada muatan. Motor elektrik terletak di pinggir sayap terkemuka; boom ekor nipis dengan bulu dipasang di bahagian belakang. Hampir keseluruhan permukaan sayap diserahkan kepada panel solar. Sebagai tambahan, UAV mempunyai akumulator untuk memastikan penerbangan jika tidak ada cahaya matahari. Kelajuan penerbangan tidak melebihi 50-60 km / jam, namun tujuan projek ini adalah untuk mendapatkan jarak, ketinggian dan jangka masa yang tinggi.
Pembangunan projek siri Zephyr berterusan. Penambahbaikan mesin yang ada dilakukan untuk memenuhi tugas yang sebenarnya, serta sampel baru dengan ciri yang berbeza dibuat. Pada masa ini, UAV tersebut dianggap sebagai pembawa peralatan pengawasan, peralatan elektronik, dll.
Dari berawak hingga tanpa pemandu
Yang menarik perhatian adalah projek Solar Impulse syarikat Switzerland dengan nama yang sama. Dia mencadangkan pembinaan pesawat bertenaga solar. Sejak 2009, dua mesin serupa telah mengambil bahagian dalam ujian penerbangan. Lama kelamaan, syarikat pembangunan itu mengumumkan hasratnya untuk membuat versi tanpa pemandu dari pesawat yang ada.
Pada bulan November 2019, Solar Impulse, dengan bantuan Leonardo dan Northrop Grumman, menyelesaikan penukaran salah satu pesawat prototaip menjadi UAV. Ujian penerbangan dijadualkan pada tahun 2020-21, dan pada awal dua puluhan, adalah mungkin untuk melancarkan pengeluaran berskala kecil demi kepentingan pelanggan sebenar. Dipercayai bahawa drone tersebut mempunyai kelebihan daya saing dalam bentuk ciri prestasi tinggi.
Solar Impulse 2, dibina semula menjadi UAV, memiliki sayap lurus dengan jarak 72 m, di mana pesawat ringan dan empat nacelles motor elektrik dipasang. Gabungan panel solar dan akumulator digunakan; kuasa puncak 66 kW. Pesawat ini mengembangkan kelajuan hingga 140 km / jam dan naik 12 km. Ciri reka bentuk pengubahsuaian tanpa pemandu akan lebih tinggi. Khususnya, jangka masa penerbangan akan dinaikkan menjadi 90 hari.
Prospek terhad
Dalam beberapa dekad kebelakangan ini, terdapat kemajuan yang signifikan dalam bidang UAV solar. Jenis panel, bateri dan motor elektrik baru dengan ciri-ciri yang lebih baik sedang dikembangkan dan diperkenalkan; bahan moden digunakan dalam pembinaan kerangka udara, memastikan ketahanan dan berat badan yang rendah. Pada waktu yang sama, di sebalik semua usaha, drone tersebut belum dapat beroperasi sepenuhnya.
Di sebalik semua usaha saintis, panel suria belum begitu kuat. Akibatnya, di bawahnya adalah perlu untuk memberikan kawasan semaksimum mungkin sekaligus meringankan struktur. Hanya dalam keadaan seperti itu, tenaga yang mencukupi untuk menggerakkan motor dan mengisi semula bateri. Di samping itu, langkah-langkah diperlukan untuk mengekalkan bekalan kuasa ke motor tanpa mengira intensiti cahaya yang berlaku atau jika tidak.
Akibatnya, pesawat berawak atau UAV, yang dibangun bahkan dengan penggunaan teknologi canggih, ternyata besar dan mahal, tetapi tidak dapat membawa muatan yang besar. Walau bagaimanapun, ia dapat menunjukkan ciri penerbangan yang tinggi dan oleh itu mempunyai kepentingan praktikal tertentu.
Keupayaan untuk terbang untuk waktu yang lama di ketinggian tinggi dapat berguna ketika melakukan pengintaian atau memantau keadaan dalam situasi yang berbeza. Projek juga dicadangkan untuk "satelit atmosfera" - kenderaan udara tanpa pemandu dengan jangka masa penerbangan yang panjang dengan peralatan untuk menyampaikan isyarat radio. Teknologi seperti itu diharapkan dapat tinggal di daerah tertentu untuk waktu yang lama dan memberikan komunikasi berterusan, sebagai pengganti kapal angkasa yang lebih mudah dan lebih murah.
Jelas, pada tahap ciri-ciri taktikal dan teknikal semasa, UAV berkuasa solar tidak boleh menjadi pertempuran. Daya dukung yang terhad tidak akan memungkinkan mengambil peluru besar, dan penampilan khas akan meningkatkan penglihatan untuk sebarang kaedah pengesanan. Walau bagaimanapun, drone pengintai dan pengulang juga dapat menarik minat tentera.
Solar UAV sedang dibangunkan di beberapa negara dan terdapat kemajuan yang signifikan. Ciri-ciri peralatan tersebut secara beransur-ansur meningkat, dan pada masa akan datang, sampel pertama cukup mampu mencapai operasi sebenar. Walau bagaimanapun, arah ini tidak boleh dipandang tinggi. Dalam praktiknya, drone tersebut cenderung menjadi kaedah yang berkesan untuk mengisi ceruk tertentu di mana mereka dapat merealisasikan potensi penuh mereka dan tidak menunjukkan kekurangan yang wujud.
