Marynarka wojenna USA wykazuje duże zainteresowanie bezzałogowymi systemami powietrznymi różnych klas. Teraz zamierzają zbadać i ocenić koncepcję ultradługiego czasu lotu bezzałogowego statku powietrznego. Opracowanie, budowę i testy prototypu tej klasy powierzono firmie Skydweller Aero. Pierwsze loty takiej maszyny mogą odbyć się w tym lub przyszłym roku.
Umowa rządowa
Amerykańsko-hiszpańska firma Skydweller Aero została założona w 2019 roku z myślą o udziale w rozwoju bezzałogowych statków powietrznych o podwyższonych parametrach lotnych i operacyjnych. Niemal natychmiast wykupiła rozwój organizacji Solar Impulse i prototyp samolotu o tej samej nazwie. W przyszłości dalej rozwijała rozwiązania innych ludzi i zaczęła wdrażać własne pomysły.
Na początku sierpnia Skydweller Aero ogłosił, że otrzymał zamówienie od US Navy. Kontrakt o wartości 5 mln USD przewiduje prace wstępne nad stworzeniem ultrawytrzymałego bezzałogowca – tzw. satelita atmosferyczny lub pseudosatelita. Wykonawca musi dostarczyć drona demonstratora technologii nie później niż w II kwartale 2022 r. Jeśli się powiedzie, może rozpocząć się pełnoprawny projekt.
Marynarka Wojenna USA chciałaby otrzymać „satelitę atmosferycznego” z elektrownią, która byłaby w stanie utrzymać się w powietrzu do 90 dni. Musi przenosić ładunek do różnych celów. Planowane jest wykorzystanie różnego rodzaju systemów radiotechnicznych, sprzętu rozpoznawczego itp. Taki produkt mógłby zająć niszę pomiędzy bezzałogowymi statkami powietrznymi klasy „tradycyjnej” a statkami kosmicznymi, ułatwiając wykonywanie niektórych zadań.
Na razie mówimy tylko o poszukiwaniu i rozwoju technologii niezbędnych do stworzenia pełnoprawnego projektu. Rozwój tych ostatnich może rozpocząć się w przyszłości, ale dokładnych dat nie można jeszcze określić. Niepewny jest też czas wejścia satelity do użytku – oczywiście, jeśli projekt do tego dojdzie.
Podstawa technologiczna
Skydweller Aero rozpoczął badania nad tematem „satelitów atmosferycznych” niemal natychmiast po jego założeniu i zdążył już wykonać część prac i zdobyć doświadczenie. Nowe zamówienie Marynarki Wojennej daje temu projektowi wsparcie finansowe i inne, a także daje nadzieję, że obiecujące technologie znajdą realne zastosowanie.
Wykonawca nie musi od podstaw projektować i budować demonstratora technologii. W tym charakterze planowane jest wykorzystanie już istniejącego samolotu eksperymentalnego Solar Impulse 2. Pod koniec 2019 roku rozpoczęto jego restrukturyzację i ponowne wyposażenie. Celem tego projektu było przekształcenie samolotu w samolot opcjonalnie pilotowany. Teraz, w zależności od potrzeb, samolotem może sterować pilot z kokpitu lub operator z ziemi. Opcjonalnie załogowy samolot Solar Impulse 2 przeszedł już testy w locie.
W najbliższej przyszłości m.in. do końca 2021 roku samolot może stracić kokpit i ostatecznie zamienić się w bezzałogowy statek powietrzny. W tej formie zostanie przeniesiony do nowego etapu testów, które zostaną przeprowadzone wspólnie z Marynarką Wojenną. Jak długo to potrwa i jak się skończy, nie wiadomo. Wykonawca jest jednak optymistą.
Właściwości techniczne
Eksperymentalny samolot Solar Impulce 2 został zbudowany przez międzynarodową organizację Solar Impulse w latach 2011-14. Testy w locie maszyny rozpoczęły się w 2014 roku.i dość szybko potwierdził zdolność samolotu do długiego lotu. Kilka lat później samolot zmienił właściciela, a w niedalekiej przyszłości zmieni swój wygląd.
Solar Impulse 2 to normalny górnopłat z dużym prostym skrzydłem, zaprojektowany tak, aby zapewnić wysoką aerodynamikę i właściwości lotu. Szybowiec został wykonany z lekkich stopów, tworzyw sztucznych i kompozytów. Dzięki temu samolot o długości 22,4 m przy rozpiętości skrzydeł 71,9 m ma masę startową zaledwie 2,3 tony.
Dla samolotu opracowano oryginalną elektrownię opartą na panelach słonecznych i akumulatorach. Górna powierzchnia skrzydła, usterzenia i kadłuba pokryta jest 17248 ogniwami słonecznymi o łącznej powierzchni ok. 2 tys. 270 mkw. i o łącznej mocy do 66 kW. Energia dostarczana jest do czterech akumulatorów litowo-jonowych o pojemności 41 kWh, a także do czterech silników elektrycznych o mocy 13 kW z dwułopatowymi śmigłami ciągnącymi o średnicy 4 m.
Samolot jest wyposażony w jeden bezciśnieniowy kokpit z całym niezbędnym wyposażeniem. W przypadku lotów długoterminowych przewidziano autopilota, który zmniejsza obciążenie pilota i pozwala mu na odpoczynek w locie. Sprzęt tlenowy jest dostępny do lotów na wysokości do 10-12 km.
Podczas pierwszych testów Solar Impulse 2 wykazał zdolność do startu z prędkością 36 km/h; maksymalna prędkość to 140 km/h. Prędkość przelotowa w dzień wynosi 90 km/h, a nocą przy słabym świetle lub przy jego braku spada do 60 km/h.
Wykorzystanie energii słonecznej teoretycznie zapewnia nieograniczony zasięg i czas lotu. W latach 2015-16. był używany podczas podróży dookoła świata. Cała trasa została podzielona na 17 odcinków o różnej długości i długości. Najdłuższy lot odbył się latem 2015 roku i trwał 117 h. Nowe rekordy tego typu nie zostały ustanowione ze względu na nadmierne obciążenie pilota pracą.
Dalsze wydłużenie czasu lotu wiąże się z odmową obecności pilota na pokładzie. Obecnie jedyny Solar Impulse 2 jest przebudowywany do takiego projektu. Samolot straci kokpit i związane z nim systemy sterowania. Zamiast tego zostanie zainstalowany nowy nos kadłuba oraz urządzenia do autonomicznego i zdalnego sterowania. Po takiej obróbce bezzałogowiec będzie mógł zabrać na pokład ładunek o wadze do 400 kg.
„Sputnik” dla floty
Prace nad restrukturyzacją eksperymentalnego samolotu dobiegają końca, a do końca roku może zostać wzniesiony w powietrze w nowej konfiguracji. Wtedy rozpoczną się testy w celu zdobycia doświadczenia, a także w interesie Marynarki Wojennej. Jak długo potrwają te wydarzenia, nie zostało jeszcze ogłoszone. Ich wyniki również pozostają niejasne, chociaż są podstawy do pozytywnych prognoz.
W przyszłości, po dokonaniu oceny demonstratora technologii, US Navy może zainicjować rozwój pełnoprawnego „satelity atmosferycznego”. Skydweller Aero, korzystając ze zgromadzonego doświadczenia, jest w stanie uzyskać odpowiednie zamówienie. Jednak start konkursu i projekt pozostaje kwestią odległej przyszłości.
Wiadomo już, jaki może być wynik takiego projektu. Marynarka Wojenna chce uzyskać bezzałogowy statek powietrzny zdolny do samodzielnego lub na polecenie kontynuowania lotu przez trzy miesiące i mający nieograniczony zasięg praktyczny. Dzięki temu urządzenie będzie mogło długo i bez przerwy przebywać na danym terenie, rozwiązując zadanie. Dodatkowo nieograniczony zasięg zapewni możliwość dotarcia w dowolne miejsce na świecie, niezależnie od miejsca startu.
Rozważanych jest kilka opcji ładowności. Dzięki temu dron będzie mógł prowadzić rozpoznanie optyczne lub elektroniczne, a także pełnić funkcje przemiennika powietrznego sygnałów radiowych. Jednocześnie "satelita" raczej nie będzie w stanie stać się skutecznym uderzeniowym bezzałogowcem powietrznym.
Nie bez powodu drony o ultradługim locie nazywane są „satelitami atmosferycznymi”. Z punktu widzenia rozwiązywanych zadań są one, z pewnymi zastrzeżeniami, funkcjonalnymi odpowiednikami statku kosmicznego. Takie UAV mogą prowadzić rozpoznanie, zapewniać łączność i nawigację itp. Jednocześnie samolot może być prostszy i tańszy w produkcji i eksploatacji. Istnieje jednak szereg trudności technicznych i innych, bez których pokonania nie można liczyć na wysoką wydajność i efektywność użytkowania.
Wspaniała przyszłość
Projekty Solar Inpulse, Skydweller Aero i innych organizacji zostały opracowane w celu opanowania nowych technologii w dziedzinie lotnictwa, a także określenia ich rzeczywistych perspektyw. Przeprowadzone testy potwierdziły obliczoną charakterystykę i pokazały, że nowe rozwiązania mają największą przyszłość.
Teraz mówimy o wykorzystaniu nowych technologii w projekcie z realnymi perspektywami. W tym samym czasie, jak to często bywa, nowymi pomysłami zainteresowały się siły zbrojne kraju rozwiniętego. Fakt ten daje twórcom projektu nadzieję na pomyślne zakończenie prac teoretycznych i projektowych – oraz na przyszłe kontrakty. Jednak do tego konieczne jest przejście przez etap demonstracji technologii i pokazanie potencjału ich projektów na polu wojskowym, co zajmie trochę czasu.
