Скрещивая дрон со спутником, британские учёные изобретают вечный двигатель

Военный шпионаж обычно ведётся с разведывательного спутника, находящегося на высоте нескольких сот километров. Однако традиции ломаются, и его функции сегодня перебирает на себя так называемый псевдоспутник. Точнее говоря, это дрон, летающий в стратосфере; однако ассоциации со спутником не случайны: такой БПЛА способен находиться в околоземном пространстве так же долго, как и космический аппарат на своей орбите. Речь о тихоходном британском BAE Systems Phasa-35.

Поиск увенчался успехом

При 35-метровом размахе крыльев, фюзеляже из углепластика диаметром с чертёжный тубус и взлётном весе 150 кг Phasa-35 выглядит несколько причудливо, напоминая гигантское насекомое. Этот габаритный летательный аппарат перемещается в воздухе благодаря двум миниатюрным электродвигателям на плоскостях с солнечными батареями. Энергия накапливается в литиевых аккумуляторах. Конструкцией предусмотрено, что отдельные элементы солнечной батареи за недели полёта могут выходить из строя без какого-либо нарушения технологии.



Разгонные колёса являются добавочным аксессуаром, и при взлёте остаются на земле. Приземление осуществляется непосредственно на обе моторные гондолы; таким образом, повреждаемые при каждой посадке винты подлежат замене.

Последние плановые испытания новинки прошли на американском военном полигоне в Нью-Мексико в июле этого года. В их ходе беспилотнику удалось подняться на высоту 20120 м со скоростью движения 88,5 км/ч. В преимуществах дрона данного типа кроется его недостаток – он довольно неустойчив, поэтому мощные ветровые потоки ему противопоказаны. Кроме того, размеры делают Phasa-35 уязвимой для средств ПВО. И, наконец, псевдоспутник ограничен по массе, которую он может нести.

«Ночной зефир струит эфир»

На рекорды пока эта модель небогата. А вот один из её бывших конкурентов, также британский сверхлёгкий летательный аппарат от Airbus – QinetiQ Zephyr на солнечных батареях – во время благополучно завершившихся испытаний 2021 года в Аризоне налетал 18 суток. В 2022 году более амбициозный эксперимент, увы, был прерван на 64-м дне проведения, закончившись катастрофой из-за воздушной турбулентности на большой высоте.

Аппарат на 10 лет старше, нежели Phasa. Его длина 8,5 м, высота – 1,5 м. Размах крыльев Zephyr достигает 22,5 м при взлётном весе до 53 кг. Мощность двух электродвигателей составляет 0,6 л.с. каждый, предельная скорость 50 км/ч (крейсерская – 40 км/ч). Максимальная дальность полёта 13500 км, потолок – 21000 м.

Из-за проявляемого интереса со стороны Пентагона и НАСА к более совершенному варианту, предлагаемому BAE Systems, проект переведён в разряд научно-исследовательских дронов. Всего их построено 3 экземпляра. Известно, что в настоящее время Airbus ведет переговоры с телекоммуникационной компанией Саудовской Аравии Salam о продаже Zephyr. В Salam полагают, что будущее отрасли – за применением псевдоспутников для передачи интернет-сигналов 5G.

Детективная история рождения ноу-хау

Оказывается, Phasa-35 изобрели специалисты, в своё время создавшие и Zephyr. Когда в 2013 году QinetiQ продала разработку Airbus Defence and Space, её авторы покинули упомянутую компанию и основали собственную – Prismatic. В 2018 году началось сотрудничество с BAE Systems, которая в сентябре 2019-го приобрела Prismatic в качестве дочерней компании. Phasa-35 совершила первый полёт 17 февраля 2020 года на полигоне Вумера (Австралия) под руководством британской лаборатории оборонной науки и техники при поддержке коллег из австралийской группы.

Изделие изначально разрабатывалось в качестве более дешёвой альтернативы спутникам, способной выполнять целый ряд задач, включая охрану границ, морское и военное наблюдение, оказание помощи в случае стихийных бедствий, а также временную, но надёжную связь. Англосаксы даже придумали подобным разработкам новую категорию БПЛА – высотный псевдоспутник HAPS. В полёте в течение дня силовые агрегаты питаются непосредственно от солнца, а ночью переходят на электроснабжение от аккумулятора. Такой круглосуточный режим работы позволяет находиться в воздухе бесконечно долго, хоть год.

Поистине неисчерпаемые возможности

Таким образом, имея на борту небольшой груз из камер, радаров, прочих датчиков, объект в состоянии месяцами непрерывно находиться над интересующим районом, прослушивая эфир либо передавая сведения о передвижениях войск противника. Испытания Phasa-35 проводились с использованием лазерной измерительной системы, которая при наборе высоты исследовала окружающие условия через каждые 150 м. Такой прогнозный подход позволил опытному образцу избежать атмосферных неприятностей.

Подробные характеристики Phasa-35 засекречены, неизвестна и стоимость проекта. Единственное, что можно с уверенностью утверждать: такое инженерное решение по крайней мере на порядок, а то и два дешевле, нежели пресловутые RQ-4 Global Hawk или KH 11.

Едва ли не главным плюсом дрона BAE Systems считают то обстоятельство, что он имеет свойство неподвижно зависать относительно поверхности Земли (для сравнения: минимальная скорость спутника 7,5 км/с, стратегического БПЛА-разведчика – 500 км/ч).

Достоинства борются с изъянами

Это привлекательно как для оборонных заказчиков, которым необходимо длительное время наблюдать за одним квадратом, так и для коммерсантов, для которых актуально развёртывание псевдоспутников ради обеспечения доступа к скоростному интернету в удаленных регионах.

Создатели сейчас работают над тем, чтобы сделать изделие более стабилизируемым применительно к проблемным погодным условиям. Нижняя стратосфера – практически идеальный уровень высотной разведки: и на сравнительно безопасном расстоянии от Земли, и не в такой суровой среде как космос. В связи с этим эксплуатационники опасаются, что жёсткие помехи и механическое воздействие в космосе с годами будут изнашивать спутники-шпионы всё интенсивнее. А высотные беспилотники своевременно заместят их не только без ущерба для дела, но и с выгодой. При этом БПЛА гораздо практичнее аэростатов.