Elektrilisi tõukejõusüsteeme kasutatakse aktiivselt tänapäevastes mehitamata õhusõidukites ja need tagavad kõrge lennu. Põhiparameetrite edasist kasvu saab saavutada päikeseenergia abil. Välja on töötatud mitmeid eksperimentaalseid päikeseenergial töötavaid mehitamata õhusõidukeid, kuid ükski projektidest ei ole veel tõeliste probleemide lahendamiseks täieõiguslikuks toiminud.
NASA osavõtul
Seitsmekümnendate ja kaheksakümnendate aastate alguses tegi Ameerika ettevõte AeroVironment õhusõidukite päikeseenergia alaseid uuringuid. Aastal 1983 sai ta NASA -lt korralduse luua eksperimentaalne UAV, mis suudab näidata kõrgeid jõudlusomadusi. Uue sarja esimene projekt sai nimeks HALSOL (High Altitude Solar). Hiljem nimetati see ümber Rajaleidjaks.
Samal aastal toimus kogenud drooni esimene lend, kuid testid tunnistati ebaõnnestunuks võtmetehnoloogiate ebapiisava arengutaseme tõttu. Projekti lõpuleviimine jätkus kuni 1993. aastani, mil katseid jätkati. Varsti näitas Pathfinder kõiki uute tehnoloogiate ja komponentide eeliseid. Aastate jooksul on UAV seadnud päikeseenergial töötavatele sõidukitele mitmeid kõrguse ja lennu kestuse rekordeid.
1998. aastal uuendati kogenud drooni projekti Pathfinder Plus järgi. Ümberkujundamine ja uute elektrikomponentide kasutuselevõtt on võimaldanud jõudlust taas parandada ja püstitada uusi rekordeid. Samal perioodil loodi Centurion ja Helios Prototype UAV sarnase välimusega, kuid erinevate omadustega.
Kogenud UAV -d NASA -lt ja AeroVironmentilt ehitati vastavalt üldisele skeemile. Peamine kujunduselement oli suur kuvasuhtega tiib, mis ulatub 29,5 m (Pathfinder) kuni 75 m (Helios). Tiivale paigaldati tõmbekruvidega elektrimootorid (6–14 ühikut) ja teljed koos teliku ja varustusega. Kõigil seeria sõidukitel oli kaugjuhtimispult ja nad said kanda teatud koormust.
Päikesepaneelidele anti maksimaalne võimalik tiibade pindala. Pathfinder projektis tootsid nad võimsust 7,5 kW ja hilisemas Centurionis õnnestus saada rohkem kui 30 kW. Laetavaid akusid kasutati varutoiteallikana. Kütuseelemente kasutati ka hilisemates katsetes.
Eksperimentaalsetel droonidel polnud suurt lennukiirust. Suure laiusega sirge tiib piiras selle parameetri kiirusele 30-45 km / h. Samal ajal tehti rekordlende 24-29 km kõrgusel ja need kestsid vähemalt 12-18 tundi.
Euroopa sari
Alates 2003. aastast on tehtud tööd Zephyri sarja projektide kallal. Esialgu lõi uue UAV -i Briti ettevõte QinetiQ, kuid hiljem viidi töö üle Airbusi sõjaväeosakonda. Projekti eesmärk oli luua pika lennu kestusega päikeseenergial töötav kõrglennukiga droon, mis oleks võimeline kandma jälgimisseadmeid.
Kümnendi keskel alustati katseid vähendatud tehnoloogiaga demonstratsiooniaparaadiga. Zephyr 6 demonstreeris disaini kui terviku ja selle üksikute elementide potentsiaali. 2008. aastal tõusis see UAV 19 km kõrgusele. Siis tuli täissuuruses prototüüp Zephyr 7. 2010. aasta juulis püstitas see lennuaja rekordi üle 14 päeva. Aastal 2018 jäi teine prototüüp Zephyr 8 (Zephyr S) õhku peaaegu 26 päevaks.
Airbus Zephyr seeria UAV -d saavad suure kuvasuhtega tiiva, millel on tõstetud näpunäited. Suurima Zephyr 8 tiivaulatus on 28 m. Kaal - kuni 50-70 kg, millest mitte rohkem kui 5 kg langeb kasulikule koormusele. Elektrimootorid asuvad tiiva esiserval; tagaküljele on kinnitatud õhuke sulestikuga sabapoom. Peaaegu kogu tiiva ülemine pind antakse päikesepaneelidele. Lisaks on UAV -l akud, mis tagavad lennu päikesevalguse puudumisel. Lennukiirus ei ületa 50–60 km / h, kuid projekti eesmärk oli saavutada suur vahemaa, kõrgus ja kestus.
Zephyri seeria projektide arendamine jätkub. Olemasolevaid masinaid täiustatakse reaalsete ülesannete täitmiseks, samuti luuakse uusi erinevate omadustega proove. Praegu loetakse selliseid UAV -sid jälgimisseadmete, elektroonikaseadmete jms kandjateks.
Mehitatust mehitamata
Erilist huvi pakub Šveitsi samanimelise ettevõtte Solar Impulse projekt. Ta teeb ettepaneku ehitada päikeseenergial töötavaid mehitatud lennukeid. Alates 2009. aastast on lennutestides osalenud kaks sarnast masinat. Aja jooksul teatas arendusfirma kavatsusest luua olemasolevast lennukist mehitamata versioon.
Novembris 2019 viis Solar Impulse Leonardo ja Northrop Grummani abiga lõpule ühe lennuki prototüübi muutmise UAV -ks. Lennukatsetused on planeeritud ajavahemikku 2020-21 ning kahekümnendate aastate alguses on võimalik käivitada väiketootmine reaalsete klientide huvides. Arvatakse, et sellisel droonil on konkurentsivõimeline jõudlus kõrgete omaduste näol.
UAV -ks ümber ehitatud Solar Impulse 2 -l on sirge tiib, mille laius on 72 m, mille alla on paigaldatud kerge kere ja neli elektrimootorit. Kasutati päikesepaneelide ja akude kombinatsiooni; tippvõimsus 66 kW. Lennuk arendas kiirust kuni 140 km / h ja tõusis 12 km. Mehitamata modifikatsiooni disainiomadused on suuremad. Eelkõige pikendatakse lennuaega 90 päevani.
Piiratud väljavaated
Viimastel aastakümnetel on päikese UAV -de valdkonnas tehtud märkimisväärseid edusamme. Töötatakse välja ja võetakse kasutusele uut tüüpi paneelid, patareid ja täiustatud omadustega elektrimootorid; lennukiraamide ehitamisel kasutatakse kaasaegseid materjale, tagades vastupidavuse ja väikese kaalu. Samal ajal, vaatamata kõikidele pingutustele, pole sellised droonid veel täieõiguslikuks tööks jõudnud.
Vaatamata kõigile teadlaste pingutustele pole päikesepaneelid veel eriti võimsad. Selle tulemusena peavad nad andma neile maksimaalse võimaliku ala, samal ajal kergendades konstruktsiooni. Ainult sellistes tingimustes on piisavalt energiat mootorite toiteks ja akude laadimiseks. Lisaks on vaja meetmeid mootorite toiteallika säilitamiseks olenemata langeva valguse intensiivsusest või selle puudumisel.
Selle tulemusena osutub mehitatud õhusõiduk või UAV, mis on ehitatud isegi arenenud tehnoloogiat kasutades, suur ja kallis, kuid ei suuda märkimisväärset koormust kanda. Siiski on see võimeline näitama kõrgeid lennuomadusi ja pakub seetõttu praktilist huvi.
Võimalus lennata pikka aega suurtel kõrgustel võib olla kasulik luure läbiviimisel või olukorra jälgimisel erinevates olukordades. Projekte tehakse ka "atmosfäärisatelliitide" - pikaajaliste mehitamata õhusõidukitega, millel on raadiosignaalide edastamise seadmed. Eeldatakse, et selline tehnika suudab teatud alal püsida pikka aega ja tagab pideva suhtluse, olles kosmoselaevade lihtsam ja odavam asendaja.
Ilmselgelt ei saa taktikaliste ja tehniliste omaduste praegusel tasemel päikeseenergial töötavad mehitamata õhusõidukid olla võitluslikud. Piiratud kandevõime ei võimalda suurte laskemoona võtmist ja iseloomulik välimus suurendab kõigi tuvastusvahendite nähtavust. Kuid luuredroonid ja repiiterid võivad ka armeedele huvi pakkuda.
Päikese UAV -sid arendatakse mitmes riigis ja on tehtud märkimisväärseid edusamme. Selliste seadmete omadused suurenevad järk -järgult ja lähitulevikus on esimesed proovid üsna võimelised reaalseks tööks. Seda suunda ei tohiks aga üle hinnata. Praktikas muutuvad sellised droonid tõenäoliselt tõhusaks vahendiks spetsiifiliste niššide täitmiseks, kus nad saavad oma potentsiaali täiel määral realiseerida ja mitte omada puudusi.
