[ezup]

Самолет Solar Impulse 2 в ходе первых испытаний, ноябрь 2014 г.

ВМС США проявляют большой интерес к беспилотным авиационным комплексам разных классов. Теперь они намерены изучить и оценить концепцию БПЛА сверхвысокой продолжительности полета. Разработку, строительство и испытания опытного образца такого класса поручена компании Skydweller Aero. Первые полеты такой машины могут состояться уже в этом или следующем году.

Государственный контракт

Американо-испанская компания Skydweller Aero была основана в 2019 г. с целью участия в работах по созданию беспилотных летательных аппаратов с повышенными летными и эксплуатационными характеристиками. Практически сразу она выкупила наработки организации Solar Impulse и одноименный опытный самолет. В дальнейшем она продолжила развитие чужих решений и приступила к реализации собственных идей.

В первых числах августа Skydweller Aero сообщила о получении заказа от ВМС США. Контракт стоимостью 5 млн долл. предусматривает проведение предварительных работ по созданию БПЛА сверхвысокой продолжительности полета – т.н. атмосферного спутника или псевдоспутника. Не позднее 2 квартала 2022 г. подрядчик должен представить беспилотник-демонстратор технологий. В случае успеха после этого может стартовать полноценный проект.

ВМС США хотели бы получить «атмосферный спутник» с электрической энергоустановкой, способный оставаться в воздухе до 90 суток. Он должен нести полезную нагрузку разного назначения. Предполагается применение радиотехнических систем разного рода, средств разведки и т.д. Такое изделие могло бы занять нишу между БПЛА «традиционных» классов и космическим аппаратами, упростив выполнение некоторых задач.

Самолет в ангаре

Пока речь идет только о поиске и отработке технологий, необходимых для создания полноценного проекта. Разработка последнего может начаться в будущем, но точные сроки назвать пока не могут. Так же неопределенным остается и время поступления «спутника» на вооружение – конечно, если проект дойдет до этого.

Технологическая основа


Компания Skydweller Aero начала исследования тематики «атмосферных спутников» почти сразу после своего основания и уже успела провести часть работ и набрать определенный опыт. Новый заказ от ВМС дает этому проекту финансовую и иную поддержку, а также позволяет надеяться, что перспективные технологии найдут реальное применение.

Компании-подрядчику не придется разрабатывать и строить демонстратор технологий с нуля. В этом качестве планируется использовать уже имеющийся опытный летательный аппарат Solar Impulse 2. В конце 2019 г. началась его перестройка и переоснащение. Целью этого проекта являлось превращение самолета в опционально пилотируемый. Теперь, в зависимости от необходимости, самолет может управляться пилотом из кабины или оператором с земли. Опционально пилотируемый самолет Solar Impulse 2 уже прошел летные испытания.

В ближайшее время, в т.ч. до конца 2021 г., самолет может лишиться кабины и окончательно превратиться в БПЛА. В таком виде его выведут на новый этап испытаний, который собираются провести вместе с ВМС. Сколько времени он займет и чем завершится, неизвестно. Однако компания-подрядчик проявляет оптимизм.

Технические особенности


Экспериментальный самолет Solar Impulce 2 был построен международной организацией Solar Impulse в 2011-14 гг. Летные испытания машины стартовали в 2014 г. и достаточно быстро подтвердили способность самолета к продолжительному полету. Через несколько лет после этого летательный аппарат сменил хозяина, а в ближайшем будущем изменит и свой облик.

Solar Impulse 2 представляет собой самолет-высокоплан нормальной схемы с прямым крылом большого размаха, призванным обеспечивать высокие аэродинамические и летные характеристики. Планер выполнили с использованием легких сплавов, пластиков и композитов. Благодаря этому самолет длиной 22,4 м с размахом крыла 71,9 м имеет взлетную массу всего 2,3 т.

Летные испытания после недавней модернизации, апрель 2021 г.

Для самолета была разработана оригинальная энергоустановка на основе солнечных батарей и аккумуляторов. Верхняя поверхность крыла, оперения и фюзеляжа покрыта 17248 элементами солнечных батарей общей площадью ок. 270 кв.м. и общей мощностью до 66 кВт. Энергия поступает на четыре литий-ионные батареи емкостью по 41 кВт⋅ч, а также на четыре электродвигателя мощностью по 13 кВт с двухлопастными тянущими винтами диаметром 4 м.

Самолет оснащен одноместной негерметичной кабиной со всем необходимым оборудованием. Для проведения длительных полетов предусмотрели автопилот, снижающий нагрузку на летчика и позволяющий ему отдыхать в полете. Для полетов на высотах до 10-12 км имеется кислородное оборудование.

В ходе первых испытаний Solar Impulse 2 показал способность взлетать на скорости 36 км/ч; максимальная скорость – 140 км/ч. Крейсерская скорость в дневное время составляет 90 км/ч, а в ночное, при слабом освещении или при его отсутствии, падает до 60 км/ч.

Использование энергии солнца в теории обеспечивает неограниченную дальность и продолжительность полета. В 2015-16 гг. это использовали в ходе кругосветного путешествия. Весь маршрут разделили на 17 отрезков разной длины и продолжительности. Самый длительный полет состоялся летом 2015-го и продлился 117 ч. Новые рекорды такого рода не устанавливались ввиду чрезмерной нагрузки на пилота.

Дальнейшее увеличение продолжительности полета связано с отказом от присутствия пилота на борту. В настоящее время единственный Solar Impulse 2 перестраивается по такому проекту. Самолет лишится кабины и соответствующих систем управления. Вместо них установят новую носовую часть фюзеляжа и средства автономного и дистанционного управления. После такой переработки БПЛА сможет брать на борт полезную нагрузку массой до 400 кг.

«Спутник» для флота


Работы по перестройке экспериментального самолета приближаются к своему завершению, и до конца года его могут поднять в воздух в новой конфигурации. Затем начнутся испытания с целью наработки опыта, а также в интересах ВМС. Как долго продлятся эти мероприятия, пока не сообщали. Также остаются неясными их результаты, хотя и имеются основания для положительных прогнозов.

В перспективе, после оценки демонстратора технологий, ВМС США могут инициировать разработку полноценного «атмосферного спутника». Компания Skydweller Aero, используя накопленный опыт, вполне способна получить соответствующий заказ. Впрочем, запуск конкурса и проектирования остается делом отдаленного будущего.

Уже известно, каким может быть результат подобного проекта. ВМС желают получить беспилотный летательный аппарат, способный автономно или по командам продолжать полет в течение трех месяцев и имеющий неограниченную практическую дальность. Благодаря этому аппарат сможет долго и без перерыва пребывать в заданном районе, решая поставленную задачу. Кроме того, неограниченная дальность обеспечит возможность достижения любой точки мира вне зависимости от места взлета.

Проектный облик полностью беспилотной версии Solar Impulse 2

Рассматривается несколько вариантов полезной нагрузки. За счет этого беспилотник сможет вести оптическую или радиотехническую разведку, а также выполнять функции воздушного ретранслятора радиосигналов. При этом «спутник» вряд ли сможет стать эффективным ударным БПЛА.

Беспилотники сверхвысокой продолжительности полета не просто так называют «атмосферными спутниками». С точки зрения решаемых задач, они, с некоторыми оговорками, являются функциональными аналогами космических аппаратов. Такие БПЛА могут вести разведку, обеспечивать связь и навигацию и т.д. В то же время, летательный аппарат может быть проще и дешевле в производстве и эксплуатации. Однако имеется целый ряд технических и иных сложностей, без преодоления которых нельзя рассчитывать на высокие характеристики и эффективность применения.

Большое будущее


Проекты от Solar Inpulse, Skydweller Aero и других организаций разрабатывались с целью освоения новых технологий в области авиации, а также для определения их реальных перспектив. Проведенные испытания подтвердили расчетные характеристики и показали, что новые решения имеют самое большое будущее.

Теперь речь идет об использовании новых технологий в проекте с реальными перспективами. При этом, как нередко бывает, новыми идеями заинтересовались вооруженные силы развитой страны. Этот факт дает разработчикам проекта надежду на успешное завершение теоретических и проектных работ – и на будущие контракты. Впрочем, для этого необходимо пройти стадию демонстрации технологий и показать потенциал своих проектов в военной области, на что уйдет некоторое время.

Автор:

Рябов Кирилл

Использованы фотографии:

Skydweller Aero, Wikimedia Commons