Gunstige kykhoek
Stratosferiese hoogtes in die orde van 18-30 kilometer word swak deur mense bemeester. In hierdie soort "naby -ruimte" word vliegtuie selde geneem en daar is geen ruimtetuie nie. Maar so 'n laag in die luglaag van die aarde is baie gerieflik vir geheime waarneming. Eerstens kan vliegtuie op sulke hoogtes 'n gebied ondersoek wat vergelykbaar is met die gebiede van Afghanistan of Sirië, en terselfdertyd vir 'n lang tyd oor een gebied patrolleer. Terselfdertyd slaan die wentelende satelliet vinnig oor die terrein, en het dikwels nie tyd om belangrike voorwerpe en prosesse op te neem nie. Tweedens is grondgebaseerde lugafweerstelsels nog nie ontwerp om sulke klein en groot hoogte verkenningsvliegtuie te soek en te vernietig nie. Volgens berekeninge kan die effektiewe strooi -area 0,01 m bereik2… Met die massiewe voorkoms van sulke pseudosatelliete in die lug, vind die lugverdediging natuurlik oplossings vir onderskep, maar die koste van vernietiging kan onbetaalbaar wees. Benewens verkenning, kan drones op groot hoogte kommunikasie en navigasie verskaf.
Die meeste drones wat tot dusver ontwikkel is, ontwerp vir sulke hoogtes, is gebou op die basis van sonselle en batterye. Op 'n hoogte van 'n paar kilometer, word sonenergie baie meer doeltreffend geabsorbeer, wat die gevleuelde masjien nie net in staat stel om elektriese motors aan te dryf nie, maar ook om energie in batterye op te slaan. Snags gebruik die hommeltuie wat hulle bedags stoor; teen dagbreek herhaal die siklus. Dit blyk 'n soort ewigdurende bewegingsmasjien waarmee masjiene van 'n paar dae na 'n paar jaar op hoogtes tot 30 kilometer kan vlieg. Byvoorbeeld, as een van hierdie pseudosatelliete die beroemde Global Hawk vervang, sal die operateur alleen ongeveer 2000 ton brandstof per jaar bespaar. Dit neem nie die laer koste en veel langer bedryfstyd in ag nie. Al hierdie inligting is egter teoreties: tot nou toe is die rekord vir die vlug van sulke toerusting 26 dae. Dit is in 2018 bereik deur die Europese pseudo-satelliet Airbus Zephyr.
In vergelyking met klassieke satelliete, is drones op groot hoogte natuurlik baie goedkoper en is dit nader aan die aarde, wat skiet en waarneming van hoë gehalte verseker. Bogenoemde Airbus Zephyr is 10 keer goedkoper as Global Hawk en 100 keer goedkoper as World View -satelliete. In hierdie geval is die pseudosatelliete onder die ionosfeer geleë, wat die akkuraatheid van die navigasie en die bepaling van die ligging van radio-emissiebronne verhoog. In teenstelling met 'n satelliet, kan 'n vliegtuig lank soos 'n arend oor die voorwerp van waarneming sweef en al die veranderings wat hieronder plaasvind, dophou.
Wat is die konsep van 'n pseudo-satelliet vir stratosferiese vlug? Dit is 'n ligte saamgestelde vliegtuigraam met goeie aërodinamiese eienskappe, toegerus met hoogs doeltreffende sonpanele, akkumulatoren en brandstofselle. Boonop is hoogs doeltreffende elektriese motors, liggewig beheertoestelle met 'n lae energieverbruik, wat onmiddellik en onafhanklik kan reageer op noodsituasies tydens vlug, nodig. Sulke voertuie op groot hoogte word gekenmerk deur hul lae drakrag (tot 100-200 kilogram) en uiterste traagheid-tot etlike tientalle kilometer per uur. Die eerste daarvan verskyn in die 1980's in die Verenigde State.
Vliegende sonpanele
Eksperimentele pseudosatelliete van die HALSOL-program was die eerste onder sulke toestelle in die Verenigde State. Vanweë die elementêre vertraging in tegnologie het niks verstandig gekom nie: daar was geen ruim batterye of doeltreffende sonselle nie. Die projek is gesluit, maar die voorkoms van die prototipes is nie gedeklassifiseer nie, en die inisiatief is aan NASA oorgedra. Sy spesialiste het hul Pathfinder in 1994 aangebied, wat in werklikheid die goue standaard geword het vir toekomstige pseudosatelliete. Die toestel het 'n vlerkspan van 29,5 meter, 'n opstyggewig van 252 kilogram en 'n hoogte van 22,5 kilometer. In die loop van etlike jare is die projek herhaaldelik gemoderniseer; die laaste in die reeks was die Helios HP, wie se vlerke tot 75 meter gespan is, en die opstyggewig is tot 2,3 ton gehaal. Hierdie toestel kon in een van die generasies tot 29,524 meter klim - 'n rekord vir horisontaal vlieënde vliegtuie sonder straalmotors. As gevolg van die onvolmaakte waterstofbrandstofselle, het Helios HP tydens die tweede vlug in die lug geval. Hulle het nie teruggekeer na die idee van die herstel daarvan nie.
Die tweede bekende model van 'n dubbeldoel-pseudosatelliet kan die Zephyr-familie genoem word uit die Britse QinetiQ, wat in 2003 op die kunsmatige horison verskyn het. Na uitgebreide toets- en ontwerpverbeterings, is die projek in 2013 deur Airbus Defense and Space aangekoop en tot twee hoofmodelle ontwikkel. Die eerste het 'n vlerkspan van 25 m en bevat: 'n sweeftuig van ultraligte koolstofvesel, sonpanele gemaak van amorfe silikon van United Solar Ovonic, litium-swaelbatterye (3 kWh) van Sion Power, 'n outomatiese piloot en 'n laaier van QinetiQ. Sonpanele produseer tot 1,5 kW elektrisiteit, wat genoeg is vir 'n 24-uur-vlug op 'n hoogte van 18 km. Die tweede, groter pseudosatelliet was die Zephyr T met twee stertbome en 'n groter vlerkspan (van 25 m tot 33 m). Hierdie ontwerp maak dit moontlik om vier keer die gewig te laai (20 kg weeg, voldoende vir 'n radarstasie op 'n hoogte van 19 500 m).
Zephyr is reeds in enkele hoeveelhede deur die leërs van Groot -Brittanje en die Verenigde State gekontrakteer. Hulle het nog nie tyd gehad om hulself ten volle aan die troepe gewoond te maak nie, toe een van hulle in Maart 2019 naby 'n vergaderfabriek in Farnborough, Hampshire, neerstort. In hierdie ongeluk is die grootste nadeel van sulke vliegtuie in volle glorie onthul - die hoë sensitiwiteit daarvan vir meteorologiese toestande tydens opstyg en landing. Op werkhoogtes van baie kilometers is die pseudo-satelliete nie bang vir neerslag en wind nie, maar op die grond voel hulle ongemaklik.
DARPA het ook nie van so 'n belowende onderwerp weggebly nie en het in die laat 2000's die VULTURE-program begin (Very-high Altitude, Ultraendurance, Loitering Theatre Element-'n super-hoë waarnemingstelsel met ultra-lang ronddwaal oor 'n operasieteater). Die eersgeborene was die Solar Eagle pseudo -satelliet, geskep deur Boeing Phantom Works in samewerking met QinetiQ en Venza Power Systems. Hierdie reus het 'n vlerkspan van 120 meter, litium-swaelbatterye, agt motors wat deur beide sonpanele en waterstofselle aangedryf word. Tans het die Amerikaners die projek geklassifiseer en heel waarskynlik reeds die Solar Eagle getoets in die vorm van voorproduksie prototipes.
Die modernste van die ongeklassifiseerde prototipes is 'n pseudo-satelliet wat gesamentlik ontwikkel is deur BAE en Prismatic Ltd-PHASA-35 (Persistent High Altitude Solar Aircraft, langtermyn hoë hoogte sonvliegtuie). In Februarie 2020 is dit vir die eerste keer in die lug gelanseer by die Royal Air Force Base in Suid -Australië. 'N Vliegende sonpaneel met vlerke kan 21 kilometer klim en 'n vrag laai tot 15 kilogram. Volgens die standaarde van drones op groot hoogte, het die PHASA-35 'n klein vlerkspan van 35 meter en is bedoel, soos die ontwikkelaars self skryf, vir monitering, kommunikasie en sekuriteit. Die aanvanklike en belangrikste pad van die pseudo-satelliet sal egter gevegswerk wees. In hierdie verband, na die resultate van die eerste vlug, het Ian Muldoney, tegniese direkteur van BAE Systems, gesê:
Dit is 'n uitstekende vroeë resultaat en toon die tempo wat bereik kan word wanneer ons die beste Britse vermoëns kombineer. Om binne minder as twee jaar (20 maande) van ontwerp na vlug te beweeg, toon dat ons die uitdaging wat die Britse regering voorgestel het, die uitdaging kan bied om die toekomstige luggevegstelsel oor die volgende dekade te bou.
Teen die einde van hierdie jaar was dit beplan om die toetse te voltooi en, na 12 maande, die eerste produksievoertuie aan die klant oor te dra. Maar die pandemie sal natuurlik binne die gespesifiseerde tydraamwerk sy eie aanpassings aanbring.
Nou is daar 'n konstante toename in belangstelling in sulke drones op groot hoogte, en die uitbreiding van die ontwikkelingsgebied is 'n bewys hiervan. Benewens die suksesse van China, Indië, Taiwan en Suid-Korea, is Russiese ontwerpburo's betrokke by die ontwerp van pseudosatelliete. Die eerste huishoudelike eksperimentele drone op groot hoogte is ontwikkel by die S. A. Lavochkin en noem LA-251 'Aist'. Dit is vir die eerste keer op die Army-2016-forum aangebied. Die hommeltuig is gemaak volgens die normale aërodinamiese ontwerp en is 'n vrydraende eenvliegtuig met 'n vlerkspan van 16 m en 'n massa van ongeveer 145 kg. Die eenvliegtuig het twee agterbome, vier 3 kW -enjins en is toegerus met 'n 240 Ah -battery. Vlughoogte tot 12 duisend meter, duur tot 72 uur. 'N Groter "Aist" word ontwikkel met 'n vlerkspan van 23 meter en 'n vragvrag van 25 kg. So 'n pseudosatelliet styg reeds 18 kilometer en kan etlike dae in die lug bly. Om die ontwerp te verlig, het die vliegtuig net een balk gelaat en die aantal motors is van vier na twee verminder. Die verdere ontwikkeling van die huishoudelike tema van pseudosatelliete word belemmer deur die gebrek aan tegnologieë vir die vervaardiging van litium-swaelbatterye met 'n spesifieke energie-uitset van 400–600 Wh / kg. Boonop benodig ons sonpanele met 'n spesifieke gewig van 0,32 kg / m2 met 'n doeltreffendheid van minstens 20%. In baie opsigte hang dit hiervan af of Rusland die bestaande gaping met wêreldleiers sal kan verminder. Met so 'n groot gebied kan ons land in die toekoms eenvoudig nie sonder sulke pseudosatelliete klaarkom nie.
