Беспилотные летательные аппараты уже давно стали привычным классом техники, который никого не удивляет. Тем не менее, в сфере БПЛА еще остаются некоторые неосвоенные области. Разработки подобных оригинальных проектов представляют большой интерес и привлекают внимание как специалистов, так и широкой общественности. В течение нескольких последних лет румынская компания ARCA Space Corporation занимается разработкой перспективного БПЛА с электромоторами и набором солнечных батарей.
Беспилотные летательные аппараты AirStrato (на бортах прототипов имеется и альтернативное название – Air Array) создаются с целью замены или, как минимум, дополнения исследовательских стратосферных аэростатов. Несколько лет назад разработчики нового проекта подсчитали, что перспективный БПЛА в эксплуатации будет заметно дешевле специальных исследовательских аэростатов. Кроме того, беспилотник может управляться с земли и оставаться в заданном районе, а также способен оставаться в воздухе в течение более длительного времени. Единственный заметный минус предложенной концепции заключался в уменьшении полезной нагрузки в сравнении с воздушными шарами. Тем не менее, сочетание преимуществ и недостатков сочли приемлемым, вследствие чего и началась разработка нового проекта.
Создание БПЛА ARCA AirStrato стартовало в начале нынешнего десятилетия, официальная «премьера» проекта состоялась только в 2010 году. Через несколько лет авторы проекта показали прототип перспективного беспилотника, а также раскрыли некоторые технические подробности своей разработки. Для обеспечения максимально возможной длительности полета и повышения потолка беспилотный самолет должен иметь соответствующий аэродинамический облик. Кроме того, новая машина получила оригинальную силовую установку, построенную на основе аккумуляторов и электродвигателей. С целью увеличения максимальной продолжительности полета было предложено использовать солнечные батареи, предназначенные для подзарядки аккумуляторов и питания электромоторов.
БПЛА AirStrato, имеющие необычный технический облик, предназначаются для участия в различных научных исследованиях. Они могут оснащаться различным специальным оборудованием, предназначенным для выполнения тех или иных задач. Кроме того, не исключается возможность создания военных и гражданских модификаций с соответствующим составом аппаратуры и целями. В первую очередь предполагается поставлять заказчикам машины с оптико-электронным оборудованием, при помощи которого беспилотник сможет выполнять разведку или наблюдать за определенными территориями. Сравнительно малый вес полезной нагрузки может серьезно ограничивать круг задач. В частности, аппарат AirStrato не может нести достаточное количество оружия.
К настоящему времени было объявлено о разработке двух модификаций БПЛА AirStrato, отличающихся как размерами, так и предполагаемыми задачами. Базовой версией является более крупный аппарат AirStrato Explorer. Он должен нести большую полезную нагрузку и работать на высотах до 18 км. Уменьшенный беспилотник AirStrato Pioneer будет летать на высотах до 8 км.
Планер беспилотников семейства ARCA AirStrato изготавливается из композитных материалов. Применение различных пластиков позволило максимально облегчить конструкцию при сохранении требуемой прочности. Кроме того, радиопрозрачные детали позволяют размещать все необходимые антенны внутри аппарата, что положительным образом сказывается на его аэродинамике.
Фюзеляж беспилотников «Эксплорер» и «Пионер» длиной 7 м имеет характерную обтекаемую форму, образованную несколькими выгнутыми поверхностями. При этом имеются ярко выраженные утолщения носовой и хвостовой частей фюзеляжа. Вероятно, подобная форма фюзеляжа связана с т.н. правилом площадей, которое позволяет оптимизировать характер обтекания и тем самым улучшить аэродинамику аппарата. В средней части фюзеляжа устанавливается прямое крыло. В случае с более крупным БПЛА AirStrato Explorer размах крыла составляет 16 м, площадь – 19,2 кв.м. Крыло «Пионера» имеет размах 12 м и площадь 13,8 кв.м. Для управления по крену крыло оснащено элеронами.
В хвостовой части фюзеляжа крепится оперение оригинальной М-образной конструкции. Центральные поверхности такого оперения оснащены рулями для управления по тангажу и рысканью. Управление по двум каналам всего одной парой рулей осуществляется за счет синхронного или раздельного их отклонения. Боковые поверхности оперения представляют собой некое подобие увеличенных законцовок или килевых шайб. Они призваны обеспечивать требуемую устойчивость по курсу.
Изначально беспилотник ARCA AirStrato предполагалось оснащать двумя электрическими двигателями. В ходе испытаний были сделаны выводы о недостаточной мощности такой силовой установки. В дальнейшем первый прототип получил четыре двигателя. Наконец опытный беспилотник, а вслед за ним и все варианты проекта, получили вновь обновленную силовую установку с шестью моторами. В настоящее время модификации Explorer и Pioneer предлагается оснащать шестью электродвигателями Robbe 8085/10 тягой по 0,2 кН. Такие двигатели располагаются у задней кромки крыла и несут толкающие винты.
По некоторым данным, причиной для доработок силовой установки стала специфика работы воздушных винтов на больших высотах. Вне зависимости от высоты электрические моторы способны выдавать одинаковую мощность. При полете на высоте до нескольких тысяч метров воздушные винты так же сохраняют свои характеристики. При дальнейшем увеличении высоты эффективность винтов заметно падает. Таким образом, для обеспечения требуемых характеристик при полете на высоте, близкой к потолку, беспилотник должен оснащаться большим количеством винтомоторных групп.
В состав энергетической установки БПЛА AirStrato обеих модификаций должны входить аккумуляторы и набор солнечных батарей. На имеющихся фото прототипов аппарата отсутствуют какие-либо признаки присутствия солнечных батарей. Вероятно, опытные беспилотники пока оснащаются только аккумуляторами и должны получить солнечные батареи на следующих стадиях реализации проекта.
Утверждается, что набор солнечных батарей, планируемый к установке на БПЛА AirStrato Explorer, сможет выдавать мощность до 2800 Вт. AirStrato Pioneer будет комплектоваться менее мощными панелями: до 1800 Вт. Подобная мощность, по расчетам, будет достаточна для питания всех шести электромоторов и специального оборудования, установленного на борту беспилотника.
Комплекс радиоэлектронного оборудования перспективных БПЛА включает в себя навигационную аппаратуру (спутниковая и инерциальная системы), системы дистанционного и автономного управления, и т.д. По данным разработчиков, беспилотные летательные аппараты смогут выполнять полет как по командам оператора, так и по заранее введенной программе. Для связи с пультом управления будет использоваться зашифрованный канал. Автоматика аппарата сможет удерживать его в заданном районе, в том числе избегая закрытых для полета зон. При потере сигнала управления возможен автоматический возврат в район старта.
 |
| Беспилотный летательный аппарат ARCA AirStrato (Air Array) |
| Источник: topwar.ru |
Первый прототип БПЛА AirStrato, построенный по проекту Explorer, получил неубираемое трехточечное шасси с носовой опорой. Такое оборудование позволило провести несколько испытательных полетов. Тем не менее, следующие два опытных беспилотника не оснащены шасси и должны взлетать со специальной пневматической катапульты. Несмотря на разницу в размерах и весе аппаратов, предлагаемая катапульта сможет запускать как Explorer, так и Pioneer. Скорость отрыва при использовании такого агрегата достигается менее чем за секунду. Для посадки могут использоваться шасси и специальный парашют, уложенный в контейнер в средней части фюзеляжа.
Более крупный беспилотник ARCA AirStrato Explorer весит всего 185 кг. Нормальный взлетный вес – 230 кг. Примечателен тот факт, что благодаря использованию электромоторов разница в «сухом» и взлетном весе приходится исключительно на полезную нагрузку. Explorer может нести аппаратуру весом 45 кг. Максимальная скорость более крупного БПЛА семейства AirStrato достигает 170 км/ч. Крейсерская – 150-153 км/ч. Он может подниматься на высоту до 18,2 км со скороподъемностью порядка 3 м/с. Одной зарядки аккумуляторов должно хватать на полет продолжительностью до 20 часов. В таком случае дальность полета может достигать 840 км.
AirStrato Pioneer весит 170 кг и способен нести только 30 кг специального оборудования. По другим характеристикам от тоже уступает «Эксплореру». Его максимальная скорость не должна превышать 120 км/ч, а крейсерская – 100 км/ч. Расчетный потолок – 8 км. За счет собственных аккумуляторов AirStrato Pioneer сможет находиться в воздухе до 12 часов, пролетая до 500 км.
С целью повышения весовой отдачи беспилотные летательные аппараты AirStrato оснащаются электродвигателями, аккумуляторами и солнечными батареями. В качестве основного источника энергии при этом предлагается использовать бортовые аккумуляторы, обеспечивающие работу всех систем в течение нескольких часов. Резервным средством питания, призванным значительно повышать продолжительность полета, должны стать солнечные батареи, предлагаемые для установки на верхнюю поверхность крыла и фюзеляжа.
При благоприятном стечении обстоятельств (отсутствие облачности и т.д.) БПЛА AirStrato Explorer сможет находиться в воздухе до трех суток. По-видимому, для столь долгих полетов аппарат должен в темное время суток получать энергию от аккумуляторов, а днем заряжать их от солнечных батарей, параллельно используемых для питания моторов. Вполне возможно, что в дальнейшем максимальная продолжительность полета будет увеличена.
По имеющимся данным, два беспилотника семейства ARCA AirStrato должны иметь разный набор оборудования. Так, в базовую комплектацию аппарата AirStrato Explorer планируется включить некоторые средства связи, которые для AirStrato Pioneer будут только «дополнительной опцией», устанавливаемой по желанию заказчика. Среди прочего это должно сказаться на цене аппаратов. Ранее упоминалась примерная стоимость новых беспилотников. Более крупный «Эксплорер» обойдется заказчику в 140 тыс. долларов, а за «Пионера» придется выложить 80 тысяч. Кроме того, заказчику придется приобретать набор необходимой аппаратуры. За пусковую установку компания ARCA просит 20 тыс. долларов, за пульт управления – еще 15 тысяч.
Несмотря на отставание по целому ряду характеристик и упрощенное бортовое оборудование, БПЛА AirStrato Pioneer имеет преимущество по некоторым параметрам. Так, он имеет более высокую маневренность и скороподъемность.
Необходимо помнить, что два беспилотника семейства AirStrato предназначаются для выполнения разных задач. Этот факт самым прямым образом сказывается на их характеристиках. Крупный и тяжелый AirStrato Explorer не просто может нести больший груз, но и способен подниматься на высоту порядка 18 км. AirStrato Pioneer, в свою очередь, предназначается для работы на вдвое меньших высотах с более легким оборудованием.
Первый прототип беспилотника AirStrato Explorer был построен в конце 2013 года, после чего начались его испытания. После некоторых проверок на земле 28 февраля 2014 года состоялся первый полет нового аппарата. Первый прототип был оснащен только двумя электродвигателями, а также имел трехточечное шасси. В ходе первых испытательных полетов были выявлены проблемы с силовой установкой, а именно недостаток мощности двух двигателей. Результатом этого стали дальнейшие доработки с установкой шести электродвигателей с толкающими винтами. Кроме того, в одном из первых испытательных полетов опытный беспилотник повредил правую основную стойку шасси.
В течение нескольких следующих месяцев специалисты компании ARCA занимались испытаниями и доводкой первого прототипа, а также строили два новых опытных аппарата. Только в ноябре 2014 года были опубликованы новые данные о ходе проекта и фотографии недавно построенных БПЛА. От первого прототипа они отличались размерами, окраской и отсутствием шасси. Второй и третий опытные образцы, по-видимому, были построены по проекту AirStrato Pioneer.
В октябре прошлого года компания ARCA заявила о переезде. В силу определенных причин румынские специалисты приняли решение продолжить работу в Соединенных Штатах, в г. Лас-Крусес. В скором будущем основные объекты компании будут переведены на новые площадки.
К настоящему времени построено четыре опытных беспилотника с номерами от 0001 до 0004. Все они используются в испытаниях для отработки различных систем. В январе этого года специалисты фирмы ARCA завершили сборку первого полноценного образца комплекса управления, оснащенного всем необходимым оборудованием.
Испытания беспилотников семейства ARCA AirStrato будут продолжаться, как минимум, еще несколько месяцев. После завершения всех работ новая техника будет доступна для заказа. Какая-либо информация о потенциальных заказчиках такой техники на данный момент отсутствует. Пока неизвестно даже об интересе со стороны каких-либо потенциальных покупателей. Из-за этого еще рано говорить о реальных перспективах новой разработки.
Тем не менее, в свете опубликованных данных проект ARCA AirStrato выглядит интересным и перспективным. Беспилотники с взлетным весом около 200-250 кг, оснащенные электродвигателями, пока не получили широкого распространения, что в ближайшем будущем может помощь фирме ARCA с продвижением своей новой разработки. Утверждается, что новые БПЛА смогут подниматься на большую высоту и работать в течение нескольких суток. Если предлагаемые аппараты AirStrato действительно смогут продемонстрировать столь высокие характеристики – стоит ожидать первые заказы. Однако в настоящее время компания-разработчик продолжает испытания и доводку новой техники. На завершение всех необходимых работ понадобится, в лучшем случае, несколько месяцев, хотя новые сообщения о судьбе проекта могут появиться в самое ближайшее время.
По материалам сайтов:
http://airstrato.com/
http://arcaspace.com/
http://defence-blog.com/
http://spacewar.com/
Рябов Кирилл
