По данным ABI Research, объем рынка БЛА достигнет $8.4 млрд к 2019 году. Речь идет не только о продажах “железа”, но и о рынке услуг на основе дронов. Беспилотники (и пилотируемые аппараты), предназначенные для длительных полетов и потому оснащенные солнечными батареями, стали трендом в пределах последних двух лет. Потенциальные области применения подобных дронов - разведка, ретрансляция сигнала, обеспечение работы Интернета и иные варианты, подходящие под формат “атмосферных спутников”.  Ниже приведен перечень компаний, занимающихся разработкой соответствующих аппаратов, а также основных проектов и изделий.

 

Airbus / QinetiQ

В Airbus ведут разработки атмосферных псевдоспутников (HAPS или High Altitude Pseudo Satellites) с 2008 года. В 2013 году дочка компании, Astrium, приобрела у британской QinetiQ активы, задействованные в рамках проекта Zephyr. 

Zephyr - атмосферный псевдоспутник, использующий солнечную энергию. В 2010 году аппарат побил несколько мировых рекордов, среди которых, в частности, были:

1. самый длительный полет БЛА - свыше 336 часов;
2. самая большая высота, на которую когда-либо поднимался БЛА (18,805 км).

 

Один из беспилотников программы Zephyr. Модель Zephyr 7 или Zephyr 8.  Источник фото: uasvision.com  

 

Сейчас компания занимается доработкой восьмой по счету версии аппарата. Характеристики Zephyr 8 таковы:

• Размах крыльев: 28 метров
• Потолок высоты: порядка 21 км
• Скорость: 55 км/ч
• Полезная нагрузка: 5-10 кг
• Вес: 60 кг

Airbus стремится как можно скорее коммерциализировать аппарат, создавая бюджетную альтернативу спутникам. Есть планы по созданию модели Zephyr S. 

 

Boeing Phantom Works

Boeing занялся разработками, связанными с использованием солнечной энергии в 1973 году в рамках поиска замены классическому топливу. Подразделение компании Phantom Works связано с разработкой военных технологий, большинство его проектов засекречены.

Компания ведет разработки аппарата Boeing SolarEagle (Vulture II). Уникальная черта этого БЛА - способность оставаться в воздухе на протяжении 5 лет. В теории, пока что. Проект поддерживает DARPA, суммарные вложения составили порядка $90 млн.

Характеристики

• Размах крыльев супердрона - 120 метров,
• Скорость не выше 80 км/ч
• Мощность фотоэлектрических преобразователей - 5 кВт.

 

Google (Titan Aerospace)

 

Google начал заниматься рынком БЛА с солнечными батареями, после того, как приобрел компанию Titan Aerospace в апреле 2014 года. Последняя известна как разработчик аппаратов Solara 50 и Solara 60, способных совершать автономные полеты на высоте свыше 20 км, продолжительность которых может превышать 5 лет.

ТТХ аппарата Solara 50 таковы:

• Размах крыльев: 60 метров
• Скорость: 105 км/ч
• Энергетика: 3000 сотовых ячеек, обеспечивающих мощность 7 кВт
• Тип запуска: с катапульты

Дроны, способные выполнять те же задачи, что и спутниковые системы, могут существенно уменьшить стоимость раздачи интернета. Помимо разработки Titan Aerospace, Google ведет работы в рамках проекта Loon - крупных воздушных шаров, также способных создавать интернет-покрытие. В 2016 году в Google испытывают несколько моделей крупных БЛА Google на солнечных батареях в рамках проекта Skybender, в частности Google Titan и Centaur. Цель компании весьма амбициозна - в Google хотели бы раздавать интернет всему миру.  

 

Facebook (проект Ascenta)

Facebook вышел на рынок БЛА с солнечными батареями в марте 2014 года, приобретя компанию Ascenta, базирующуюся на территории Объединенного Королевства.

В 2016 году компания Facebook испытала БЛА Aquila. Дрон Aquila теоретически должен быть способен оставаться в полете в течение нескольких месяцев. В ходе испытаний 2016 года продолжительность полета составила 90 минут. 

Характеристики: 

• Размах крыльев - 42,7 метров,
• Вес - не более 453 кг.
• Связь с наземными станциями - лазерная. 
• Высоты использования >15 км 
• Время полета без подзарядки - до 3 месяцев (на 2016.07 не достигнуто)
• Взлет с тележки с ВПП. 
• Минимальная скорость полета аппарата 40.23 км/ч 

 

AeroVironment / NASA

AeroVironment, крупнейший поставщик небольших военных беспилотников для армии США, выпустил первый экспериментальный электросамолет, работающий от солнечных батарей, еще в 1979 году. Аппарат получил название Gossamer Penguin. Пилотом-испытателем новинки стал 13-летний сын основателя компании, вес которого на тот момент составлял всего 36 килограмм. Вес самолета составлял 31 кг, размах крыльев - 21,6 м, мощность фотоэлектрических панелей - 541 Вт. В движение беспилотник приводил электромотор Astro-40. 

Вторая разработка компании, Solar Challenger, представляет собой, по-сути, улучшенную версию Gossamer Penguin. Электрический аппарат даже не нес на борту аккумуляторов, однако преодолел 262 км от Парижа до Объединенного Королевства, используя исключительно солнечную энергию.

 

NASA Pathfinder (Plus)

Дроны NASA Pathfinder and Pathfinder Plus были произведены AeroVironment в рамках программы NASA по разработке атмосферных псевдоспутников, получившей название ERAST. Pathfinder Plus в дальнейшем лег в основу БЛА NASA Centurion и Helios. 

 

NASA Centurion

Размах крыльев NASA Centurion составляет 63 метра, а вес полезной нагрузки - 272,2 кг. В движение аппарат приводят 14 электромоторов, в темное время суток питание поступает с бортовых аккумуляторов.

 

NASA Helios

Helios предназначен для полетов на высоте порядка 30 км. Длительность полета небольшая - порядка суток, из которых 14 часов аппарат остается на высотах от 15 км и выше. В 2001 году Helios поднялся на высоту 29.5 км и пробыл там 40 минут. Размах крыльев - 75 метров. 

Lockheed Martin (Hale-D)

HALE-D - телеуправляемый беспилотник, разработанный Lockheed Martin для полетов на высоте порядка 18 км.

Это аппарат, предназначенный для демонстрации концепта. По-задумке, такие аппараты позволят осуществлять наблюдение, ретрансляцию, а также вести исследования в интересах метеорологов. Такие дроны монут использоваться и в военных целях - для разведки или осуществления коммуникаций на поле боя. 

Краткие данные о HALE-D

• Объем баллона - 14 тыс. куб. м
• Длина - 73 м
• Мощность, потребляемая электродвигателями - 2 кВт
• Аккумуляторная батарея - 40 кВт, Li-Ion 
• Фотоэлектрическая батарея - 15 кВт, тонкопленочная, на верхней поверхности баллона
• Крейсерская скорость - 37 км/ч на высоте 18 тыс метров
• Полезная загрузка - 22,7 кг
• Мощность, потребляемая полезной нагрузкой - 500 Вт

Переиспользуемый. 

 

Bye Engineering

Bye Engineering - “дочка” Bye Aerospace, которая совместно с Silent Falcon UAS Technologies разрабатывает дрон Silent Falcon. Речь идет о малом БЛА, запитывающимся от солнечных батарей.

Размах крыльев аппарата - всего 4,27 метра, длина - 2. Вес - 13,5 кг. Продолжительность полета - свыше 7 часов в оптимальных условиях, дальность действия - до 100 км. Запускается с катапульты, садится при помощи парашюта.

Краткие характеристики:

• размах крыльев - 4.27 м
• длина - 2 м
• вес - 13.5 кг
• продолжительность полета - до 7 часов при оптимальных условиях
• фотоэлектрическая батарея - тонкопленочная Ascent Solar
• аккумуляторная батарея - Li-Ion
• дальность полета - до 100 км

Аппарат предназначен для сил внутренней безопасности и военных, а также может использоваться для осмотров трубопроводов и электросетей, борьбы с лесными пожарами, наблюдением за погодой и аэрофотосъемки.

 

Atlantik Solar

Компания разрабатывает автономный БЛА с питанием от солнечных батарей, размах крыльев которого составляет 5,6 метров, а продолжительность полета - до 10 дней.

Масса аппарата - 6,3 кг, катапульта для запуска не требуется. В 2015 году был установлен рекорд в 81 час непрерывного полета. 

Характеристики:

• Размах крыльев - 5.6 м
• Масса - 6.3 кг
• Структура - углепластик и кевлар
• Фотоэлектрические панели - 1.4 кв.м и Li-Ion батареи
• Полезная нагрузка - цифровая HD-камера, передача картинок в реальном времени

 

Сова, Тайбер

 

В России идут испытания атмосферного спутнка "Сова"

Фото: Фонд перспективных исследований ; атмосферный спутник, проект "Сова"

У второго прототипа - длина крыла 28 м, крыло может изгибаться под воздействием атмосферных возмущений, но не ломаться. Аппарат автоматически поддерживает форму крыла. Предполагается, что аппарат будет находиться в воздухе не менее полугода. Это возвращаемая платформа, обслуживаемая. Испытания начались 30 июня 2017 года на высоте 15-20 км. Как ожидается, аппарат может провести в воздухе более 30 дней в беспосадочном полете. 

Новости по теме беспилотников на солнечной энергии можно почитать здесь.

+ +