15 июня этого года беспилотный летательный аппарат Zephyr S, разработанный компанией Airbus, поднялся в воздух и по крайней мере до 21 июля осуществлял свой беспосадочный полет, установив рекорд — 36 дней. Самолет должен был приземлиться, но погода внесла свои коррективы, создав небезопасные условия для посадки, тем самым дополнительно увеличив продолжительность полета. Создатели утверждают, что аппарат может находиться в воздухе до нескольких месяцев, поскольку спроектирован для полностью автономной работы.
Годом ранее, предыдущая версия беспилотника установила рекорд высоты полета для аппаратов своего класса, забравшись на 23 915 м, то есть в стратосферу. Если говорить о продолжительности полета летательных аппаратов серии Zephyr, то она постоянно росла: двое суток в 2007 году, две недели в 2010-м году и 26 дней в 2018 году.
Что позволяет самолету столь долго находится в воздухе? Безусловно, конструктивное решение. Силовая установка летательного аппарата электрическая и запитывается от аккумуляторов, которые в свою очередь заряжаются от солнечных батарей, встроенных в поверхности крыльев и хвостового оперения. Днем солнечные элементы подают ток на два электродвигателя, а также заряжают аккумуляторы, ночью питание двигателей поступает естественно только от аккумуляторов. Попутно заметим, что самолет время полета, безусловно, не производит никаких вредных выбросов.
Технические данные. Zephyr S — уже третья модификация самолета данной серии, с размахом крыла 25 метров и максимальным взлетным весом до 75 кг. Солнечные панели обладают удельной мощностью 1000 Вт/кг и выдают более 250 ватт с квадратного метра. Вес литий-ионных аккумуляторов составляет 24 кг. Аппарат может нести полезную нагрузку весом до 5 кг. Все системы летательного аппарата выдерживают порывы ветра и перепады температуры от +40 до -80 градусов Цельсия.
Предназначение. Данный тип летательных аппаратов относится к классу HAPS — High-Altitude Pseudo Satellite или к псевдо спутникам. Беспилотник, барражируя в стратосфере естественно привлекает военных, которые хотят подстраховать свою спутниковую группировку, в случае нанесения ей ущерба. Аппарат, неся на борту фото и видео оборудование может осуществлять непрерывное наблюдение местности (разведку), плюс к этому поддерживает связь со спутниками и наземными станциями. Армия классифицирует данное средство, как беспилотная авиационная система сверхдлительного действия.
Но нас интересует гражданское применение. Беспилотник может выполнять функцию высотной платформы — на высоте более 20 км он может стать базовой станцией, покрывая связью площадь до 1000 кв.км. Разработчики утверждают, что такое покрытие могут обслужить 250 стационарных базовых станций. Однако аппарат не предназначен для их замены, а должен дополнять существующую телекоммуникационную структуру в местах, где разворачивание наземной сети пока еще экономически невыгодно.
Испытания подтвердили жизнеспособность использования спектра 2 ГГц для телекоммуникационных услуг на базе HAPS, а также использование узкой полосы 450 МГц для связи на расстояниях до 140 км. Японский провайдер DOCOMO считает, что HAPS станет одним из способов для расширения покрытия сетей 5G и 6G. Важно отметить, что аппарат может работать в зоне, как прямой (LOS), так и непрямой (BLOS) видимости. Напомним, что в настоящее время в мире насчитывается примерно 4 миллиарда человек, лишенных скоростного доступа в интернет.
Нынешний рекордный полет должен проверить долговечность аккумуляторов, эффективность солнечных батарей и способность аппаратом удерживать постоянную связь с наземной станцией.
Альтернативы. Об организации высотной связи с помощью дронов мы уже сообщали в статье “Локальное развертывание сетей 5G с помощью дронов”, но мультикоптеры предназначены для временной работы и на значительно меньших высотах. Это скорее локальная связь в местностях, где требуется экстренно предоставить доступ в интернет. В качестве еще более схожей альтернативы могут выступать дирижабли и аэростаты. В этой же нише разворачиваются всем известные проекты спутникового интернета. Время покажет работоспособность каждого метода. А пока пожелаем Зефиру удачи, который в западной части Средиземного моря считается легким приятным ветерком, хотя подчас приносит и бури.
Видео по теме.
Источники
Материал подготовлен дата-центром и веб-студией ITSOFT