Elektriskās vilces sistēmas tiek aktīvi izmantotas mūsdienu bezpilota lidaparātos un nodrošina augstu lidojuma veiktspēju. Turpmāku galveno parametru pieaugumu var panākt, izmantojot saules enerģiju. Ir izstrādāti vairāki eksperimentāli ar saules enerģiju darbināmi bezpilota lidaparāti, taču neviens no projektiem vēl nav nodots pilnvērtīgai darbībai ar reālu problēmu risinājumu.
Piedaloties NASA
Septiņdesmito un astoņdesmito gadu mijā amerikāņu kompānija AeroVironment veica pētījumus lidmašīnu saules enerģijas jomā. 1983. gadā viņa saņēma NASA pasūtījumu izveidot eksperimentālu UAV, kas spēj parādīt augstas veiktspējas īpašības. Jaunās sērijas pirmais projekts tika nosaukts par HALSOL (High Altitude Solar). Vēlāk tas tika pārdēvēts par Pathfinder.
Tajā pašā gadā notika pirmais pieredzējuša bezpilota lidaparāta lidojums, taču pārbaudes tika atzītas par neveiksmīgām, jo nebija pamattehnoloģiju. Projekta pabeigšana turpinājās līdz 1993. gadam, kad testi tika atsākti. Drīz vien Pathfinder parādīja visas jauno tehnoloģiju un komponentu priekšrocības. Gadu gaitā UAV ir uzstādījis vairākus augstuma un lidojuma ilguma rekordus transportlīdzekļiem ar saules enerģiju.
1998. gadā pieredzējis drons tika modernizēts saskaņā ar Pathfinder Plus projektu. Pārveidošana un jaunu elektrisko komponentu ieviešana ļāva atkal uzlabot veiktspēju un uzstādīt jaunus rekordus. Tajā pašā laika posmā tika izveidoti Centurion un Helios prototipa UAV ar līdzīgu izskatu, bet ar atšķirīgām īpašībām.
Pieredzējuši UAV no NASA un AeroVironment tika uzbūvēti saskaņā ar vispārējo shēmu. Galvenais dizaina elements bija liels malu attiecību spārns, kas sniedzas no 29,5 m (Pathfinder) līdz 75 m (Helios). Uz spārna tika uzstādīti elektromotori ar pievilkšanas skrūvēm (no 6 līdz 14 vienībām) un nacelles ar šasiju un aprīkojumu. Visiem sērijas transportlīdzekļiem bija tālvadības pults, un tie varēja pārvadāt zināmu kravu.
Saules paneļiem tika piešķirta maksimāli iespējamā spārnu platība. Projektā Pathfinder viņi izdalīja jaudu 7,5 kW, un vēlākajā Centurion izdevās iegūt vairāk nekā 30 kW. Uzlādējamās baterijas tika izmantotas kā rezerves barošanas avots. Kurināmā elementi tika izmantoti arī vēlākos eksperimentos.
Eksperimentālajiem droniem nebija liels lidojuma ātrums. Liela laiduma taisnais spārns ierobežoja šo parametru līdz 30-45 km / h. Tajā pašā laikā rekordlidojumi tika veikti 24-29 km augstumā un ilga vismaz 12-18 stundas.
Eiropas sērija
Kopš 2003. gada tiek strādāts pie Zephyr sērijas projektiem. Sākotnēji jauno UAV izveidoja britu kompānija QinetiQ, bet vēlāk darbs tika nodots Airbus militārajam departamentam. Projekta mērķis bija izveidot ar augstu lidojumu ilglaicīgu ar saules enerģiju darbināmu bezpilota lidaparātu, kas varētu pārvadāt novērošanas aprīkojumu.
Desmitgades vidū sākās testi ar samazinātu tehnoloģiju demonstrācijas aparātu. Zephyr 6 demonstrēja dizaina potenciālu kopumā un tā atsevišķos elementus. 2008. gadā šis UAV uzkāpa 19 km augstumā. Tad nāca pilna izmēra prototips Zephyr 7. 2010. gada jūlijā tas uzstādīja lidojuma ilguma rekordu vairāk nekā 14 dienas. 2018. gadā cits prototips Zephyr 8 (Zephyr S) gandrīz 26 dienas palika gaisā.
Airbus Zephyr sērijas UAV saņem lielu malu attiecību spārnu ar paceltiem galiem. Lielākās Zephyr 8 spārnu platums ir 28 m. Svars - līdz 50-70 kg, no kuriem ne vairāk kā 5 kg nokrīt uz kravas. Elektromotori atrodas spārna priekšējā malā; aizmugurē ir piestiprināts plāns astes bums ar apspalvojumu. Gandrīz visa spārna augšējā virsma tiek nodota saules paneļiem. Turklāt UAV ir akumulatori, kas nodrošina lidojumu bez saules gaismas. Lidojuma ātrums nepārsniedz 50-60 km / h, tomēr projekta mērķis bija iegūt lielu diapazonu, augstumu un ilgumu.
Turpinās Zephyr sērijas projektu izstrāde. Esošo mašīnu uzlabošana tiek veikta, lai veiktu reālus uzdevumus, kā arī tiek radīti jauni paraugi ar dažādām īpašībām. Šobrīd šādi UAV tiek uzskatīti par novērošanas iekārtu, elektronisko iekārtu u.c.
No apkalpota līdz bezpilota
Īpaša interese ir Šveices tāda paša nosaukuma uzņēmuma Solar Impulse projekts. Viņš ierosina būvēt ar saules enerģiju darbināmas lidmašīnas. Kopš 2009. gada lidojuma testos piedalās divas līdzīgas mašīnas. Laika gaitā attīstības uzņēmums paziņoja par nodomu izveidot esošās lidmašīnas bezpilota versiju.
2019. gada novembrī Solar Impulse ar Leonardo un Northrop Grumman palīdzību pabeidza viena lidaparāta prototipa pārveidošanu par UAV. Lidojuma testi bija paredzēti 2020.-21. Gadā, un divdesmito gadu sākumā ir iespējams uzsākt neliela apjoma ražošanu reālu klientu interesēs. Tiek uzskatīts, ka šādam bezpilota lidaparātam ir konkurences priekšrocības augstas veiktspējas īpašību veidā.
Saules impulsam 2, kas pārbūvēts par UAV, ir taisns spārns ar 72 m laidumu, zem kura ir uzstādīta viegla fizelāža un četri elektromotoru nagli. Tika izmantota saules paneļu un akumulatoru kombinācija; maksimālā jauda 66 kW. Lidmašīna attīstīja ātrumu līdz 140 km / h un uzkāpa 12 km. Bezpilota modifikācijas konstrukcijas īpašības būs augstākas. Jo īpaši lidojuma ilgums tiks pagarināts līdz 90 dienām.
Ierobežotas izredzes
Pēdējās desmitgadēs ir panākts ievērojams progress saules UAV jomā. Tiek izstrādāti un ieviesti jauna veida paneļi, baterijas un elektromotori ar uzlabotām īpašībām; lidmašīnu korpusu konstrukcijā tiek izmantoti mūsdienīgi materiāli, nodrošinot izturību un mazu svaru. Tajā pašā laikā, neskatoties uz visiem centieniem, šādi bezpilota lidaparāti vēl nav sasnieguši pilnvērtīgu darbību.
Neskatoties uz visiem zinātnieku centieniem, saules paneļi vēl nav ļoti spēcīgi. Tā rezultātā zem tām ir jāsniedz maksimāli iespējamā platība, vienlaikus atvieglojot struktūru. Tikai šādos apstākļos ir pietiekami daudz enerģijas, lai darbinātu motorus un uzlādētu baterijas. Turklāt ir nepieciešami pasākumi, lai saglabātu motoru barošanas avotu neatkarīgi no krītošās gaismas intensitātes vai tās neesamības gadījumā.
Rezultātā pilotējams lidaparāts jeb UAV, kas būvēts pat, izmantojot progresīvas tehnoloģijas, izrādās liels un dārgs, taču nespēj pārvadāt ievērojamu lietderīgo kravu. Tomēr tas spēj parādīt augstus lidojuma raksturlielumus, un tāpēc tam ir zināma praktiska interese.
Spēja ilgstoši lidot lielā augstumā var būt noderīga, veicot izlūkošanu vai novērojot situāciju dažādās situācijās. Projekti tiek piedāvāti arī "atmosfēras satelītiem" - ilgstošiem bezpilota lidaparātiem ar aprīkojumu radio signālu pārraidīšanai. Paredzams, ka šāda tehnoloģija spēs ilgstoši uzturēties noteiktā apgabalā un nodrošinās pastāvīgu saziņu, kas ir vieglāks un lētāks kosmosa kuģu aizstājējs.
Acīmredzot pašreizējā taktisko un tehnisko īpašību līmenī ar saules enerģiju darbināmi UAV nevar būt kaujas. Ierobežotā kravnesība neļaus ņemt lielu munīciju, un raksturīgais izskats palielinās redzamību visiem atklāšanas līdzekļiem. Tomēr armijas var interesēt arī izlūkošanas droni un atkārtotāji.
Saules UAV tiek izstrādātas vairākās valstīs, un ir panākts ievērojams progress. Šādu iekārtu īpašības pakāpeniski palielinās, un pārskatāmā nākotnē pirmie paraugi ir diezgan spējīgi sasniegt reālu darbību. Tomēr šo virzienu nevajadzētu pārvērtēt. Praksē šādi bezpilota lidaparāti, visticamāk, kļūs par efektīvu līdzekli konkrētu nišu aizpildīšanai, kuros tie var pilnībā izmantot savu potenciālu un neizrādīt raksturīgus trūkumus.
