Роль гібридної тяги в подовженні терміну служби БПЛА

Те, що спадає на думку більшості людей про БПЛА, ймовірно, це безпілотний літальний апарат, і справді, багато БПЛА є меншими безпілотними транспортними засобами. Однак не всі БПЛА є безпілотними літальними апаратами в строгому сенсі, оскільки вони можуть бути дуже складними та дуже чутливими частинами обладнання, яке використовується військовими під час стратегічного розгортання. 

Один з найвідоміших і знакових БПЛА на сьогоднішній день є General Atomics MQ-1 Predator, який використовував до 100-октанового палива для поршневих авіаційних двигунів і з великим ефектом використовувався американськими військовими в Іраку та Афганістані. Його головна перевага полягала в тому, що він міг годинами залишатися в повітрі, зменшуючи ризик для пілотів під час збору інформації, а в деяких випадках і запуску ракет. 

Двигун БПЛА

Гібридна тяга дозволяє транспортному засобу поєднувати кілька джерел палива або енергії для покращення продуктивності. Подібно до того, як гібридний автомобіль використовує електроенергію та газ, БПЛА може використовувати внутрішній ДВЗ (двигун внутрішнього згоряння) та електроенергію для просування вперед. 

Переваги та недоліки використання ДВС в БПЛА включають: 

Переваги

• Двигуни внутрішнього згоряння ідеально підходять для ситуацій, коли БПЛА потрібна енергія протягом тривалого періоду або місії. 

• ДВС дозволяє легко і швидко заправлятися. Резервуар можна наповнити одразу після повернення, і їх можна швидко відправити знову. 

• Двигуни ICE забезпечують велику потужність, що дозволяє БПЛА перевозити більші вантажі. 

Недоліки

• Двигуни ДВЗ потребують регулярного технічного обслуговування та ремонту, щоб продовжувати працювати. Їх також може бути важче відремонтувати, оскільки системи ДВС є складними. Обидві ці речі означають, що БПЛА, що працює на електроживленні ICE, може бути недоступним у разі потреби. 

• Двигуни ДВС можуть бути шумними, що робить їх непридатними для шпигунської та таємної роботи. 

• Системи ICE можуть бути важкими, що може вплинути на швидкість і радіус дії БПЛА. 

Що таке двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ)?

У контексті БПЛА ICE є скороченням від Internal Combustion Engine. Двигуни внутрішнього згоряння працюють за рахунок спалювання палива, наприклад газу або дизеля. Щоб мати можливість спалити це паливо, ДВС повинен спочатку змішати паливо з повітрям, а потім запалити цю суміш. Саме енергія цієї реакції згоряння генерує потужність, необхідну для руху автомобіля. 

Двигун внутрішнього згоряння — це тип двигуна, який використовувався з 1800-х років, тому сам по собі це, звичайно, не нова ідея. Насправді до недавнього часу, коли ми почали використовувати електричну енергію для руху транспортних засобів, це був єдиний варіант палива для багатьох транспортних засобів, включаючи літаки та безпілотні літальні апарати. 

Що таке електрична рухова система (EPS)?

EPS, також відомі як електричні силові установки, у своїй найпростішій формі є акумуляторами. БПЛА отримують енергію, необхідну для руху, від цих батарей, які дозволяють їм літати. 

Джерело електричної енергії для БПЛА

Є кілька джерел електричної енергії, які можуть використовувати БПЛА: 

Батарея: 

Перший, як і електромобіль, це акумулятор. Батарея призначена для накопичення електричної енергії та віддачі її для активації та підтримки силової установки БПЛА. БПЛА RQ-4 Global Hawk, які використовуються армією США, використовують літій-іонні батареї для руху. 

Зарядні станції: 

Деякі батареї можна перезаряджати, а це означає, що, підключивши їх, ви можете зарядити джерело електроенергії БПЛА, а не замінювати батарею. Наприклад, MQ-9 Reaper потребує перезарядки після місії. 

Сонячна: 

Цілком зрозуміло, що транспортний засіб, який проводить більшу частину часу в повітрі, використовує сонячні панелі для підзарядки акумулятора. Що саме те, що деякі БПЛА як цей робити.

Генератори: 

Деякі БПЛА, схожі на ті, що доступні з epropelled.com, призначені для використання зменшеного двигуна внутрішнього згоряння для роботи невеликого генератора. Цей генератор можна використовувати для отримання енергії для поповнення акумуляторів БПЛА під час польоту. 

Переваги та недоліки використання EPS у БПЛА включають: 

Переваги 

• БПЛА, що працюють на EPS, містять менше рухомих частин. Це означає, що їх легше ремонтувати, ніж БПЛА, що працює на системі ICE. 

• EPS є набагато тихішим, ніж БПЛА, що працюють на ДВС, тому вони добре підходять для шпигунства та таємної роботи. 

• БПЛА з EPS може бути легше точно контролювати для делікатних і складних завдань. 

Недоліки 

• БПЛА, що працюють на EPS, працюватимуть так само довго, як і БПЛА з ДВС, тому що батареї розряджаються швидше, ніж газ. Це означає, що БПЛА EPS підходять лише для коротких місій. 

• БПЛА, що працюють на EPS, не можуть піднімати таку вагу, як версія з двигуном ICE, що означає, що їх використання в зонах бойових дій і зонах допомоги може бути більш обмеженим. 

• БПЛА ESP покладаються на складнішу технологію, що означає більше шансів, що вони можуть піти не так. 

• БПЛА EPS також потрібно заряджати після кожної місії. Це означає, що час їх обробки довший і може спричинити затримки, перш ніж їх можна буде використати знову. 

Гібридна установка БПЛА

З наведеної вище інформації ви можете побачити, що системи ICE і EPS пропонують деякі чудові переваги при застосуванні до двигуна БПЛА. Однак ви також зможете побачити, що є деякі явні недоліки у виборі двигуна ICE або EPS для двигуна БПЛА. 

Що таке гібридний двигун БПЛА?

Гібридна тяга БПЛА – це коли літальні апарати без екіпажу використовують комбінацію ДВЗ та EPS як паливо. Основні переваги гібридного двигуна БПЛА включають те, що він дозволяє їм літати на великі відстані, а також мати можливість перемикатися в тихий режим, коли вони досягають своєї цілі. 

Хороша новина полягає в тому, що зараз багато БПЛА починають використовувати гібридні силові установки, які поєднують двигуни внутрішнього згоряння з використанням електроенергії. Таким чином, вони можуть скористатися перевагами обох типів систем живлення, одночасно заперечуючи деякі основні недоліки, наявні, коли використовується лише одна система живлення. 

Давайте розглянемо переваги використання гібридної тяги в області БПЛА більш детально.

Переваги використання гібридних силових установок у БПЛА для військових завдань

• Підвищена витривалість місії 

Перша і, мабуть, найважливіша перевага використання гібридних силових установок у БПЛА полягає в тому, що вони збільшують витривалість місії. 

Розширена витривалість місії БПЛА полягає в тому, щоб літальний апарат без екіпажу міг залишатися в повітрі якомога довше. Розширена витривалість місії завдяки гібридній системі живлення означає, що БПЛА використовує невеликий ДВС для генерації електроенергії, яка потім використовується для руху транспортного засобу вперед або для заряджання його акумуляторів, поки він у повітрі. Це дозволяє БПЛА не тільки подорожувати на більші відстані, але й охоплювати більшу площу та виконувати поставлене завдання без необхідності дозаправляти чи підзаряджати. 

• Підвищена операційна гнучкість

Експлуатаційна гнучкість для БПЛА включає в себе можливість злітати і приземлятися на різноманітних рельєфах, можливість перевозити ряд інструментів і здатність літати за будь-якої погоди. 

Цей тип операційна гнучкість це важливо, оскільки це означає, що один безпілотник можна використовувати для більш широкого спектру місій, включаючи доставку та пошук і порятунок. Це допомагає військовим економити гроші та час, оскільки їм не доведеться чекати на спеціалізований БПЛА для виконання певної роботи. 

Ця підвищена робоча гнучкість досягається шляхом перемикання між газом і електрикою, коли це необхідно. Наприклад, у погану погоду газ забезпечить більше потужності для безпечнішого зльоту, тоді як БПЛА можна переключити на електрику, щоб залишатися ввімкненим для більш делікатного та чутливого маневрування. 

• Підвищена скритність 

Стелс у БПЛА — це мінімізація ризику того, що його побачать або почують. Невидимість важлива, особливо у військових застосуваннях, оскільки це означає, що ворог не отримує попередження про присутність БПЛА, і місія не скомпрометована. Гібридна тяга може допомогти БПЛА досягти краще стелс тому що це дозволяє їм переходити на електроенергію, яка набагато тихіша, ніж газ. Це означає, що газ може використовуватися для того, щоб БПЛА міг подолати велику відстань, щоб досягти місця призначення, а потім, коли він прибуде, можна використовувати електроенергію, забезпечуючи збереження непомітності під час виконання мети місії. 

• Краща паливна ефективність

Ефективність палива це швидкість, з якою БПЛА використовує паливо. БПЛА з електричним приводом витрачають паливо швидше, що може обмежити їх радіус дії. Однак, коли електрична енергія поєднується з газом у гібридній енергетичній системі, БПЛА все ще можуть подорожувати на великі відстані та проводити більший час у повітрі без необхідності дозаправки. Це означає, що місії не потрібно буде завершувати до їх завершення.