מל"ט מנוסה עם פאנל סולארי
לכלי טיס בלתי מאוישים מסוג מסוק יש מספר יתרונות אופייניים, שבגללם הם הפכו נפוצים. יחד עם זאת, ישנם גם חסרונות, שהעיקרי שבהם הוא משך וטווח הטיסה המוגבלים. שיטות שונות מוצעות להגדלת הפרמטרים הללו, ופיתוח מעניין נוסף מסוג זה הוצג על ידי מומחים מהאוניברסיטה הסינית Northwestern Polytechnic.
מזל"ט ולייזר
כמה פרסומים סיניים כתבו על ההתפתחות החדשה של מדענים סיניים בתחילת ינואר. לפי הדיווחים, מחבר הפרויקט הוא פרופסור Li Xuelong ועמיתיו ב- SZPU. לאחרונה הם עיצבו ופיתחו קונספט מקורי מזל"ט לטיסה ארוכה. רעיונות אלה נבדקו לאחר מכן בטכניקות ניסיוניות.
הרעיון המרכזי של הפרויקט הוא ארגון מחדש קיצוני של מערכת החשמל של המל"טים. יש להחזיר ולנחית quadcopter חשמלי רגיל המצויד בסוללה כדי להטעין או להחליף את הסוללה. Li Xuelong ועמיתיו מציעים להחזיק את הסוללה על סיפון המל"ט, כמו גם לצייד אותה בפאנל סולארי בעל מסה נמוכה. במקביל, מוכנס למתחם החלק הקרקעי הכולל יחידות האחראיות על ייצור החשמל. בנוסף פותחו אמצעים להעברת אנרגיה למל"ט.
יצוין כי לייזרים בעלי הספק גבוה משמשים עד כה רק ללחימה במזל"טים. עם זאת, הפרויקט מבית SZPU מציע להשתמש בקרן לייזר להעברת אנרגיה מהחלק הקרקעי של המתחם למל"ט. האוטומציה של המתחם אמורה לנטר את המל"ט ולכוון את האלומה בדיוק לפאנל הסולארי שלו, להבטיח אספקת חשמל קבועה וטעינה מחדש של הסוללה.
מומחי SZPU פיתחו את כל מרכיבי המתחם, כולל תוכנה מיוחדת האחראית על מעקב אחר המל"ט והכוונת הלייזר. בעזרת מוצרים אלו כבר בוצעו מספר בדיקות בתנאים שונים. המל"ט היה מופעל וטס בתוך הבית וגם בחוץ ביום ובלילה. משך הטיסה המרבי הגיע ל-24 שעות.
מתקני קרקע לבדיקה בשעות שונות של היום
יש לציין כי מערכות להעברת אנרגיית לייזר למל"טים כבר פותחו בחו"ל. עם זאת, אז נעשה שימוש ברחפנים מסוג מטוס, ופרויקטים לא זזו מעבר לחישובים או ניסויים במנהרת רוח ובאוויר.
אלמנטים של המתחם
על פי נתונים שפורסמו, מתחם בלתי מאויש ניסיוני מ-SZPU כולל מספר רכוש קבוע. מדובר במערכת ייצור והולכה קרקעית, קונסולת מפעיל והרחפן עצמו. עקרונות הפעולה הכלליים ידועים, אך פרטים אינם מדווחים. גם המאפיינים העיקריים של המתחם אינם נחשפים - הן להגנה על העתקה והן כדי להימנע משימוש בטכנולוגיה למטרות צבאיות.
בניסויים נעשה שימוש ב-quadrocopter בגודל קטן עם מנועים חשמליים. כנראה, הם לקחו מל"ט מוכן הזמין בשוק לניסויים. כפי שהפרויקט מציע, בנוסף לסוללה, הוא קיבל פאנל סולארי ומכשירים נלווים. המכשיר המרובע תלוי מתחת לגוף.
ככל הנראה, האלקטרוניקה של המל"ט לא השתנתה, כמו גם קונסולת המפעיל. מהאב-טיפוס נדרשת רק היכולת לעקוב אחר הוראות המפעיל או לטוס ולתלות באופן עצמאי. עם זאת, ניתן להוסיף פונקציות חדשות הקשורות לאינטראקציה עם מערכת אספקת החשמל.
המעניינים ביותר הם מתקני הקרקע של המתחם. הם כוללים מערכת אספקת חשמל - מהרשת או מגנרטור. יש גם תחנה אופטית-אלקטרונית עם מצלמות ולייזר בעוצמה הנדרשת. תפעול המתקנים הקרקעיים נשלט על ידי מערכת דיגיטלית אוטונומית עם תוכנה מיוחדת.
נמסר כי ה-IES של המתחם מסוגל לקחת את המל"ט לליווי ולעקוב אחר כל תנועותיו בתוך אזור הראות. המחשב אחראי למעקב; המפעיל יכול להתמקד במשימה העיקרית. כאשר יש צורך להטעין את הסוללה, מערכת הבקרה מכוונת אוטומטית את קרן הלייזר אל הפאנל הסולארי ומחזיקה אותו.
מל"ט באוויר
מערכת הבקרה קובעת את הטווח לרחפן ומנטרת גורמים נוספים. בהתחשב בהם, אוטומציה משנה את העוצמה והמיקוד של האלומה. בשל כך, מובטחת אספקה קבועה של אותו הספק, ללא קשר למיקום ההדדי של המל"ט וה-ECO, תנאים חיצוניים וכו'. כאשר מזוהה מכשול בנתיב האלומה, ההספק מופחת לערך בטוח.
יתרונות רצויים
עקרונות הפעולה של קומפלקס כזה הם די פשוטים. לאחר טעינה "רגילה", המל"ט יכול להמריא ולבצע את המשימות שהוקצו לו. לאחר שעבדתי על רוב טעינת הסוללה, המל"ט חייב לחזור לאזור הטעינה, שם ה-ECO ימצא אותו ויתחיל "להדגיש" אותו בלייזר. לאחר קבלת אנרגיה וטעינת הסוללה, המל"ט יוכל להמשיך לעבוד באוויר. ניתן לחזור על מחזור כזה מספר פעמים ברציפות, בהתאם למאפייני המשימה ולצרכים הנוכחיים.
למתחם עם יכולות כאלה יש יתרונות ברורים. ראשית, מדובר בעלייה חדה של משך הטיסה האפשרי וביכולת להסתדר ללא נחיתות. המל"ט לא צריך לחזור לקרקע כדי להטעין או להחליף את הסוללה. במצבים מסוימים הוא יוכל להטעין מהלייזר אפילו מבלי לצאת מאזור העבודה ולהמשיך לעבוד.
מתחם בלתי מאויש בעל יכולות כאלה צריך לבצע את משימות המעקב והסיור לטווח ארוך. במקביל, המל"ט יוכל לפעול במרחק מסוים ממתקני הקרקע, מה שיאפשר לו לחזור בזמן לטעינה מחדש. היזמים מניחים שהמתחם יועיל במעקב אחר מצבים שונים, במהלך פעולות חיפוש והצלה וכו'.
בעתיד, יצירת מל"טים גדולים עם ספק כוח לייזר אינה נכללת. על בסיסם ניתן לבנות רשת תחבורה אווירית בגודל מלא. עם זאת, מזל"ט גדול ידרוש תשתית קרקע מתאימה.
יש לציין כי מערכת אספקת החשמל המוצעת SZPU אינה חפה מחסרונות המקשים על הפיתוח והפריסה, וגם מטילה הגבלות על הפעולה. חלק מהקשיים טופלו בשלב הפיתוח וניתן לצפות להצלחות חדשות. עם זאת, היפטרות מכל הבעיות עדיין אינה מובטחת.
עבודת אספקת החשמל בלייזר בייצוג האמן
כמעט כל הקשיים קשורים לעיקרון הנבחר של העברת אנרגיה. זה דורש מעקב אחר מל"טים מדויק והנחיית לייזר, מה שמצריך מערכות חומרה ותוכנה מורכבות למדי. בנוסף, קרן הלייזר אינה יעילה במיוחד, וניתן להקטין נתון זה עוד יותר בשל גורמים חיצוניים.
כמו כן, יש לקחת בחשבון כי יש צורך בכוח האלומה המתאים לטעינה מהירה של הסוללה. בטיפול רשלני, ה-OES הקרקעי למעשה נעצר במתחם לייזר קרבי ויכול לגרום נזק לחפצים מסביב או אפילו לרחפן עצמו. לפיכך, לייזר יכול לפגוע באופן בלתי הפיך באופטיקה של מטוס סיור.
מפתחי הפרויקט מ-SZPU טוענים שהם הצליחו ליצור ציוד בקרה עם הפונקציות הדרושות. מל"ט מנוסה בתנאים שונים טס סביב מתקני קרקע וטיפס לגובה של עשרות מטרים. נמסר כי בכל המקרים הועברה אנרגיה מספקת, והסביבה לא ספגה כל נזק.
עד כה, אנחנו מדברים רק על מל"ט בגודל קטן, ובקנה מידה זה המתחם הראה את עצמו היטב. בעתיד מתוכנן לפתח את הפרויקט ולהגדיל את הרחפן, וכן להגדיל את עוצמת הלייזר. עדיין לא ברור האם המערכת שפותחה ניתנת להרחבה או אם תהליך זה יכול להוביל לבעיות בלתי פתירות. אבל הניסויים הראשונים נותנים סיבה לאופטימיות.
על עקרונות חדשים
הרוב המכריע של מל"טים מודרניים מסוג מסוק טסים באמצעות סוללות. אם יש צורך להגדיל את הטווח, נעשה שימוש בעקרון הטיסה הקשורה - כבל נמשך מאחורי המל"ט, שדרכו מסופק חשמל מהקרקע. משך טיסה כזו מוגבל רק על ידי אספקת החשמל, אך המסוק הקשור אינו יכול לטוס בחופשיות.
הפרויקט הסיני החדש מיישם דרך נוספת להגדלת משך הטיסה - באמצעות עיקרון מיוחד של העברת אנרגיה. תפעול הקונספט כבר נבדק באמצעות מל"ט מנוסה וציוד אחר. האם מומחי SZPU יוכלו לפתור את כל המשימות של השלב הנוכחי ולעבור לשלב הבא, הזמן יגיד.