Pathfinder Plus. Kaynak: wikipedia.org
Uygun görüş açısı
Yaklaşık 18-30 kilometrelik stratosfer yükseklikleri insanlar tarafından yetersiz bir şekilde yönetilmektedir. Bu tür "yakın uzayda" uçaklar seyrek olarak alınır ve uzay aracı yoktur. Ancak Dünya'nın hava katmanındaki böyle bir katman, gizli gözlem için çok uygundur. Birincisi, bu tür yüksekliklerdeki uçaklar, Afganistan veya Suriye topraklarına benzer bir alanı inceleyebilir ve aynı zamanda bir bölgede uzun süre devriye gezebilir. Aynı zamanda, yörüngedeki uydu araziyi oldukça hızlı atlar ve çoğu zaman önemli nesneleri ve süreçleri yakalamak için zamanı olmaz. İkinci olarak, kara tabanlı hava savunma sistemleri henüz bu kadar küçük boyutlu ve yüksek irtifa keşif uçaklarını aramak ve yok etmek için tasarlanmamıştır. Hesaplamalara göre, etkili dağıtım alanı 0,01 m'ye ulaşabilir2... Kuşkusuz, bu tür sahte uyduların gökyüzünde yoğun bir şekilde ortaya çıkmasıyla, hava savunması durdurma için çözümler bulacaktır, ancak imha maliyeti engelleyici olabilir. Keşiflere ek olarak, yüksek irtifa insansız hava araçları iletişim ve navigasyon sağlayabilir.
Şimdiye kadar geliştirilen ve bu yükseklikler için tasarlanan drone'ların çoğu, güneş pilleri ve piller temelinde inşa edildi. Birkaç on kilometrelik rakımlarda, güneş enerjisi çok daha verimli bir şekilde "emilir", bu da kanatlı makinenin yalnızca elektrik motorlarına güç sağlamasına değil, aynı zamanda pillerde enerji depolamasına da olanak tanır. Gece, dronlar gün boyunca sakladıklarını kullanırlar ve şafak vakti döngü tekrar eder. Makinelerin 30 kilometreye kadar rakımlarda birkaç günden birkaç yıla kadar uçmasına izin veren bir tür sürekli hareket makinesi ortaya çıkıyor. Örneğin, böyle bir sahte uydu ünlü Global Hawk'ın yerini alırsa, operatör tek başına yılda yaklaşık 2000 ton yakıt tasarrufu sağlayacaktır. Bu, daha düşük maliyeti ve çok daha uzun çalışma süresini hesaba katmaz. Bununla birlikte, tüm bu bilgiler teorik niteliktedir: şimdiye kadar, bu tür ekipmanların uçuş süresinin kaydı 26 gündür. Bu, 2018'de Avrupa sahte uydu Airbus Zephyr tarafından gerçekleştirildi.
Airbus Zephyr sahte uydusunun kullanımına ilişkin bir örnek. Kaynak: NPO Lavochkina JSC
Klasik uydularla karşılaştırıldığında, yüksek irtifa insansız hava araçları doğal olarak çok daha ucuzdur ve Dünya'ya daha yakındır, bu da yüksek kaliteli çekim ve gözlem sağlar. Yukarıda bahsedilen Airbus Zephyr, Global Hawk'tan 10 kat, World View uydularından 100 kat daha ucuzdur. Bu durumda, pseudosatellitler iyonosferin altında bulunur ve bu da navigasyonun doğruluğunu ve radyo emisyon kaynaklarının yerinin belirlenmesini artırır. Bir uydu, bir uydudan farklı olarak, bir kartal gibi, gözlem nesnesinin üzerinde uzun süre gezinerek, aşağıda meydana gelen tüm değişiklikleri takip edebilir.
Helios uçağının prototiplerinden biri. Kaynak: ru.wikipedia.org
Stratosferik uçuş için sahte uydu kavramı nedir? Yüksek verimli güneş panelleri, bataryalar ve yakıt hücreleri ile donatılmış, iyi aerodinamik özelliklere sahip hafif bir kompozit gövde. Ek olarak, uçuş sırasında acil durumlara anında ve bağımsız olarak tepki verebilen, yüksek verimli elektrik motorları, düşük enerji tüketimli hafif kontrol cihazları gereklidir. Bu tür yüksek irtifa araçları, düşük taşıma kapasitesi (100-200 kilograma kadar) ve aşırı yavaşlık - saatte birkaç on kilometreye kadar - ile ayırt edilir. Bunlardan ilki 1980'lerde Amerika Birleşik Devletleri'nde ortaya çıktı.
Uçan güneş panelleri
HALSOL programının deneysel sözde uyduları, ABD'de bu tür cihazlar arasında ilk sırada yer aldı. Teknolojideki temel gecikme nedeniyle hiçbir şey mantıklı gelmedi: kapasitif piller veya verimli güneş pilleri yoktu. Proje kapatıldı, ancak prototiplerin görünümünün gizliliği kaldırılmadı ve girişim NASA'ya geçti. Uzmanları, aslında gelecekteki sahte uydular için altın standart haline gelen Pathfinder'ını 1994 yılında sundu. Cihazın kanat genişliği 29,5 metre, kalkış ağırlığı 252 kilogram ve uçuş yüksekliği 22,5 kilometre idi. Birkaç yıl boyunca proje defalarca modernize edildi; Serinin sonuncusu, kanatları 75 metreye kadar uzatılan Helios HP oldu, kalkış ağırlığı 2,3 tona kadar yakalandı. Nesillerden birindeki bu cihaz, 29 metreye tırmanmayı başardı - bu, jet motorları olmadan yatay olarak uçan uçaklar için bir rekor. Kusurlu hidrojen yakıt hücreleri nedeniyle, Helios HP ikinci uçuş sırasında havada çöktü. Restorasyonu fikri iade edilmedi.
Çift amaçlı sahte uydunun bilinen ikinci modeli, 2003 yılında yapay ufukta ortaya çıkan İngiliz QinetiQ'den Zephyr ailesidir. Kapsamlı test ve tasarım iyileştirmelerinden sonra proje, 2013 yılında Airbus Defence and Space tarafından satın alındı ve iki ana model halinde geliştirildi. İlki 25 m kanat açıklığına sahiptir ve şunları içerir: ultra hafif karbon fiberden yapılmış bir planör, United Solar Ovonic'ten amorf silikondan yapılmış güneş panelleri, Sion Power'dan lityum-sülfür piller (3 kWh), bir otopilot ve QinetiQ'dan bir şarj cihazı. Güneş panelleri, 1,5 km yükseklikte 18 saat uçuş için yeterli olan 25 kW'a kadar elektrik üretir. İkinci, daha büyük sahte uydu, iki kuyruk bomlu ve artırılmış kanat açıklığına (33 m'den 20 m'ye) sahip Zephyr T idi. Bu tasarım, yükün dört katını kaldırmaya izin verir (19500 kg ağırlığında, XNUMX m rakımda bir radar istasyonunu barındırmaya yeterli).
Zephyr, Büyük Britanya ve Amerika Birleşik Devletleri orduları tarafından tek miktarlarda kontrat altına alındı. Mart 2019'da bir tanesi Farnborough, Hampshire'daki bir montaj fabrikasının yakınında düştüğünde, birliklere tam olarak alışmak için henüz zamanları olmamıştı. Bu kazada, bu tür uçakların ana dezavantajı tam bir ihtişamla ortaya çıktı - kalkış ve iniş sırasında meteorolojik koşullara yüksek hassasiyet. Birçok kilometrelik çalışma yüksekliklerinde, sözde uydular yağıştan ve rüzgardan korkmazlar, ancak yerde kendilerini rahatsız hissederler.
Güneş Kartalı. Kaynak: newatlas.com
DARPA da böylesine umut verici bir konunun dışında kalmadı ve 2000'lerin sonunda VULTURE programını başlattı (Çok Yüksek İrtifa, Ultra Dayanıklılık, Gezinme Tiyatro Elemanı - bir harekat sahnesinde çok uzun süre dolaşan süper yüksek bir gözetim sistemi). İlk doğan, Boeing Phantom Works tarafından QinetiQ ve Venza Power Systems ile birlikte oluşturulan Solar Eagle sahte uydusuydu. Bu devin 120 metrelik kanat açıklığı, lityum sülfür pilleri ve hem güneş panelleri hem de hidrojen hücreleri ile çalışan sekiz motoru var. Şu anda, Amerikalılar projeyi sınıflandırdılar ve büyük olasılıkla Solar Eagle'ı üretim öncesi prototipler şeklinde test ediyorlar.
PHASA-35 Kaynak: prismaticltd.co.uk
Sınıflandırılmamış prototiplerin en moderni, BAE ve Prismatic Ltd - PHASA-35 (Kalıcı Yüksek İrtifa Güneş Uçağı, uzun vadeli yüksek irtifa güneş uçağı) tarafından ortaklaşa geliştirilen sahte bir uydudur. Şubat 2020'de, Güney Avustralya'daki Kraliyet Hava Kuvvetleri Üssü'nde ilk kez havaya fırlatıldı. Kanatlı uçan güneş paneli, 21 kilometre tırmanma ve 15 kilograma kadar yük taşıma kapasitesine sahiptir. Yüksek irtifa dron standartlarına göre PHASA-35, 35 metrelik küçük bir kanat açıklığına sahiptir ve geliştiricilerin yazdığı gibi izleme, iletişim ve güvenlik için tasarlanmıştır. Bununla birlikte, sahte uydunun ilk ve ana yolu savaş çalışması olacaktır. Bu bağlamda, ilk uçuşun sonuçlarının ardından, BAE Systems Teknik Direktörü Ian Muldoney şunları söyledi:
Bu, olağanüstü erken bir sonuçtur ve İngiliz yeteneklerini en iyi şekilde birleştirdiğimizde elde edilebilecek hızı göstermektedir. İki yıldan daha kısa bir sürede (20 ay) tasarımdan uçmaya geçmek, İngiltere hükümetinin gelecek on yılda geleceğin hava muharebe sistemini inşa etmek için endüstriye koyduğu zorluğun üstesinden gelebileceğimizi gösteriyor.
Bu yılın sonunda testlerin tamamlanması ve 12 ay sonra ilk üretim araçlarının müşteriye devredilmesi planlandı. Ancak pandemi, elbette, belirlenen zaman dilimi içinde kendi ayarlamalarını yapacak.
Yurtiçi LA-251 "Aist". Kaynak: missiles2go.files.wordpress.com
İkinci sahte uydu, LA-252 "Aist" hala geliştirme aşamasındadır. Kaynak: NPO Lavochkina JSC
Şimdi bu kadar yüksek irtifalı insansız hava araçlarına olan ilgide istikrarlı bir artış var ve geliştirme alanının genişlemesi bunun kanıtı. Çin, Hindistan, Tayvan ve Güney Kore'nin başarılarına ek olarak, Rus tasarım büroları sahte uyduların tasarımında yer almaktadır. İlk yerli deneysel yüksek irtifa insansız hava aracı, S.A.'da geliştirildi. Lavochkin ve LA-251 "Aist" olarak adlandırıldı. Ordu-2016 forumunda ilk kez sunuldu. Drone, normal aerodinamik tasarıma göre yapılmıştır ve 16 m kanat açıklığına ve yaklaşık 145 kg kütleye sahip serbest taşınan tek kanatlı bir uçaktır. Tek kanatlı uçağın iki kuyruk bomu, dört adet 3 kW motoru vardır ve 240 Ah akü ile donatılmıştır. Uçuş yüksekliği 12 bin metreye kadar, süresi 72 saate kadar. Şimdi 23 metre kanat açıklığına ve 25 kg taşıma kapasitesine sahip daha büyük bir "Aist" geliştiriliyor. Böyle bir sahte uydu zaten 18 kilometre yükseliyor ve birkaç gün havada kalabilir. Tasarımın hafifletilmesi adına uçak için bir kiriş bırakıldı ve motor sayısı dörtten ikiye indirildi. Yerli sözde uydu temasının daha da geliştirilmesi, 400-600 Wh / kg spesifik enerji çıkışına sahip lityum sülfür pillerin üretimi için teknolojilerin eksikliği nedeniyle engellenmektedir. Ek olarak, özgül ağırlığı 0,32 kg / m olan güneş pillerine ihtiyaç vardır.2 en az% 20 verimlilikle. Pek çok açıdan, Rusya'nın dünya liderleriyle mevcut uçurumunu küçültüp azaltamayacağı buna bağlı. Böylesine devasa bir bölge ile, ülkemiz gelecekte bu tür sahte uydular olmadan yapamaz.