Самолет Solar Impulse 2 станет «атмосферным спутником» для ВМС США

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.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.

Технологическая основа

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.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.

Технические особенности

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.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.

«Спутник» для флота

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.