Портал Popular Science 21 апреля сообщил о подробностях испытаний дрона Hybrid Tiger, разрабатываемого Исследовательской лабораторией ВМФ (NRL) по заказу военного флота США. Как стало известно, он смог находиться в воздухе не менее 24 часов. Сами испытания прошли в небе над Абердинским полигоном в Мэриленде осенью прошлого года, но ВМС США одобрили открытие информации о них только сейчас.
Как пишет автор публикации Келси Д. Атертон, журналист по оборонным технологиям, в испытательном полете дрона, состоявшемся 18 ноября 2020 года, главной особенностью стало то, что пока Hybrid Tiger находился в небе, он питался от двух разных систем: солнечных панелей в крыльях и компактного водородного топливного элемента в корпусе.
«Полет был фактически проверкой характеристик в наихудших условиях: температура опускалась ниже нуля градусов по Цельсию, порывы ветра до 20 узлов и относительно мало солнечной энергии по мере приближения к солнечному солнцестоянию 21 декабря», – сказал об этом Ричард Строман, инженер-механик из химического отделения. «Несмотря на все это, Hybrid Tiger показал хорошие результаты».
Типичный дрон с длительным сроком службы, такой как MQ-9 Reaper, остается в воздухе часами, сжигая сотни галлонов реактивного топлива для питания двигателя, который, в свою очередь, приводит в движение толкающий пропеллер. Шум от этого двигателя придает Reaper характерное громкое жужжание, которое явно отсутствует у Hybrid Tiger.
Во время полета «Гибридному тигру» приходилось рассчитывать на наличие лишь солнечного света, который он способен улавливать, и бортового водорода. «Относительно небольшая» солнечная энергия трудно уловима, но мощные фотоэлектрические элементы Hybrid Tiger созданы для того, чтобы поддерживать полет даже при минимальной мощности. Испытателями отмечена эффективность тонкопленочных солнечных батарей на крыльях дрона. Два таких массива на каждом крыле и один на хвосте весят в общей сложности 1 кг, что составляет около 5% от общего веса дрона.
У него небольшой планер с размахом крыльев 7,3 метра и максимальной взлетной массой всего 25 кг. С помощью этого тела лаборатория военно-морских исследований надеется в конечном итоге добиться времени полета более 48 часов, достигнув расстояния около 1850 км.
Другие дроны на солнечных батареях, исследованные ВМФ, летали на высоте около 3 километров, где облака редко бывают достаточно плотными, чтобы скрыть падающий солнечный свет, а ветры постоянны. Hybrid Tiger, напротив, работает ниже этого порога, частично получая энергию от восходящих потоков теплого воздуха, как это делают грифы или кондоры. Алгоритмы парения, разработанные именно для этой цели, могут помочь удерживать дрон в воздухе, минимизируя необходимые для этого затраты энергии.
Еще одним источником энергии для гибридного тигра является водородный топливный элемент, достаточно большой для 14 галлонов (53 л) водорода. По данным разработчиков, эффективность топливного элемента в ватт-часах в пять раз выше, чем у литий-ионных батарей при том же весе.
Водородный топливный элемент хорошо работает ночью, дополняя мощность гибридного тигра и удерживая его в воздухе до тех пор, пока дневной свет может вернуть солнечное электричество. Как и алгоритмы парения, интеллектуальное управление энергопотреблением – от температуры до высоты и маршрута – гарантирует, что дрон может оставаться в воздухе как минимум один день.
На деле Hybrid Tiger разрабатывается как разведчик. В информации ВМС США упоминается только полезная нагрузка без каких-либо датчиков, но миссию разведки легко увидеть в теле дрона, даже если это не самая широко рекламируемая часть корабля.
Hybrid Tiger позаимствовал свой топливный элемент, планер и большую часть своего вдохновения у Ion Tiger, дрона на водородных топливных элементах, разработанного ВМФ с 2009 по 2013 год. Сообщается, что в 2013 году Ion Tiger налетал около 48 часов. Он был построен с камерой, способной снимать дневное и инфракрасное видео, а также с коммуникационным реле.
Спустя почти два десятилетия разработки Hybrid Tiger, похоже, смог продемонстрировать свои основные преимущества: дрон с длительным сроком службы с минимальными потребностями в топливе, способный работать в различных погодных условиях, бесшумно наблюдая за обстановкой внизу.