Армии США необходимы орнитоптеры
Апрель 3rd, 2012
Третья фаза программы Nano Air Vehicle предусматривает на 2013 год детальное исследование новых типов полётов для дронов, в частности «машущего крыла». Иными словами, военные жаждут БПЛА-орнитоптеров, мимикрирующих под птиц. Армия нуждается в БПЛА, которые будут не просто похожи на птиц: она хочет, чтобы те летали так же тихо и манёвренно, как настоящие пернатые, — а это значит, что ей нужны орнитоптеры. Удастся ли инженерам преодолеть технические трудности на этом пути?
Ещё Жуковский говорил, что машущее крыло по определению создаёт намного бльшую подъёмную силу, чем неподвижное, и он же с сожалением добавлял, что расчёт его аэродинамики принципиально сложнее. Однако для малых БПЛА переход на эту технику неизбежен. Чтобы зависать в воздухе, а затем лететь вперёд, сегодня мы используем лишь ЛА с вертолётными винтами, однако их топливная эффективность намного хуже, чем у самолётов, не говоря уже об орнитоптерах. Как и любой энергонеэффективный процесс, полет таких дронов сопровождается довольно громким звуком — следовательно, для малозаметной войсковой разведки в тактическом звене они не годятся.
Одно из главных препятствий для орнитоптеров — высокая жёсткость крыла при его малой массе — для микро-БПЛА не проблема в силу малых размеров их крыльев и, как следствие, более низких требований к жёсткости. Именно в этом ключе разрабатывается «Колибри» (Hummingbird) компании Aerovironment, о которой мы уже писали. Колибри взята за прообраз не просто так: при пикировании птичка пролетает за секунду до 400 длин своего корпуса (среди боевых самолётов ничего такого пока нет), способна летать назад без разворота и имеет самую быструю скорость воздушного торможения — как в природе, так и среди искусственных летунов. Размах крыльев и масса Hummingbird — 16,5 см и 19 г. Сюда входят вес всех полётных систем и опционального почти невесомого обтекателя в форме тела колибри, призванного придать аппарату сходство с птичкой. Правда, средняя колибри меньше, но тут всё диктуется литий-ионными аккумуляторами, кои отсутствуют в природе и вынуждают делать вес дрона бльшим.
Поворот управляемой формации Hummingbird на 360. На дронах нет маскировочной оболочки. (Фото Aerovironment.)
Как понятно из видео, ЛА также способен весьма быстро ускоряться и останавливаться и даже летать назад без разворота корпуса, при этом транслируя видео через встроенную камеру. Кроме того, дрон может в течение двух минут зависать в условиях бокового ветра со скоростью 2,1 м/с без сноса, пролетать сквозь двери, а его максимальная скорость ограничена пока 18 км/ч.
Однако по скрытности и миниатюрности до реальных колибри ему ещё далеко. Напомним: самая мелкая из этих птичек весит 2 г (кубинская разновидность), что на порядок меньше, чем у дрона. Время его полёта без подзарядки тоже хромает: 8 минут при активном маневрировании, 20 минут при «зависании» на месте. Причина — низкая ёмкость аккумуляторов. Но не только: исполинский колибри — перелётная птица, меняющая климатические зоны без «дозаправки»-остановки. Очевидно, ни это, ни полёты на высоту до 5 км не дались бы ей, если бы она была столь же энергозатратной, как дрон на её «платформе». Чтобы решить вопрос, Hummingbird хотят научить дозаправляться в воздухе (заменой аккумуляторов?).
Впрочем, стоит отметить, что обозначенные ЛТХ Hummingbird относятся к демонстрационной версии — и в рамках постоянно продвигающейся военной программы исследований могут серьёзно вырасти. По информации из источников в этой отрасли, военные уже получили несколько предложений от других компаний, работающих над созданием БПЛА и применяющих «иные подходы» к решению проблемы машущего крыла для микродронов.
Загружается, подождите...
