¿Cuándo introducirán los EE. UU. Drones con energía solar que vigilen ‘permanentemente’ las áreas de interés? ¿Y sería mejor el diseño del ala voladora?

No es exactamente una cuestión de “introducir” aviones de este tipo, sino más bien hacerlos (a) prácticos desde una perspectiva operativa y comercial, y (b) lo suficientemente seguros como para tenerlos en el cielo con aviones ocupados. Una vez que se cumplan ambos requisitos, sin duda se emitirá un certificado de tipo (o dos, o tres) y las aeronaves certificadas según los estándares requeridos podrán saltar libremente a voluntad.

Existe un término de arte (“vigilancia persistente”) que puede utilizar como base para la búsqueda en línea para obtener más información sobre este tipo de aeronaves. El concepto no es de ninguna manera fácil (lo siento), pero todavía no estamos allí en términos de confiabilidad o eficiencia del panel solar. Quizás recuerde que el primer vuelo alrededor del mundo realizado por un avión impulsado por energía solar (Impulso Solar – Alrededor del mundo para promover tecnologías limpias) se completó en el verano de 2016, y lo hizo con docenas de ascensos. y bajadas … no un vuelo largo y continuo.

En lo que respecta a la configuración de un avión de este tipo, un ala voladora podría ser deseable en términos de eficiencia aerodinámica y área de superficie disponible para fotorreceptores, pero apostaría mi dinero en un diseño más ligero que el aire que es la base del primer avión no tripulado de larga duración con energía solar. El motivo es simple. No solo pones algo en el cielo para sonreír si estás en el negocio … quieres que haga algo. Cualquier cosa que haga requerirá algún tipo de poder.

El “mantenimiento de la estación” – aplicando un poco de empuje en diferentes direcciones en diferentes momentos para permanecer sobre el mismo punto general en el espacio – también requiere algún tipo de poder. La gran ventaja de la energía solar es que elimina o minimiza la necesidad de otros tipos de combustible, que es cómo puede llegar a un avión que puede permanecer en su lugar durante días o semanas.

Si un avión determinado es más liviano que el aire (piense en el dirigible Goodyear), se mantiene sin mucha necesidad de avanzar. Si el requisito de empuje para crear un elevador se elimina de la ecuación, se pueden usar motores relativamente pequeños para mantener la aeronave donde lo desee, y debe haber una gran cantidad de electricidad en exceso de un conjunto de paneles solares para alimentar el equipo a bordo ( cámaras, repetidores de teléfonos celulares o lo que sea).

Con el fin de permanecer “permanentemente” en el aire sobre un área de interés, un dron o UAV debe ser capaz de manejar con seguridad las condiciones variables del viento y las ráfagas de viento significativas. Las aeronaves alimentadas con energía solar como el “Impulso Solar” se quedan cortas en este sentido. El desafío es reunir suficiente energía solar para volar el dron durante el día y la noche. Para esto necesitamos una combinación de (1) Eficiencia aerodinámica extrema (es decir, elevación a arrastre o relación L / D) en condiciones de viento “imperfectas”; (2) Estructura muy resistente pero extremadamente ligera; (3) colectores solares muy altos pero livianos que no comprometen la aerodinámica o la estructura; (4) almacenamiento de energía ligera que se puede incorporar a la estructura; (5) Sistema de propulsión eficiente pero liviano.

Cualquier solución de trabajo será un compromiso. Las limitaciones de presupuesto y tiempo imponen restricciones adicionales. Dicho esto, los diseños actuales generalmente se quedan cortos en el ítem (1). Como resultado, todas las demás áreas deben extenderse al extremo.

¿Por qué nos quedamos cortos en (1)? La razón principal es que el diseño de aviones L / D alto todavía se basa firmemente en la aerodinámica de “estado estacionario” con respuesta a la inestabilidad debido a las ráfagas de viento como un efecto secundario indeseable. He tratado con esto personalmente y he encontrado diseños que pueden utilizar las ráfagas y la inestabilidad para mejorar L / D. Las ganancias son mucho más que permitidas por una configuración de ala voladora diseñada con la aerodinámica tradicional de estado estable. El uso de inestabilidad ha resultado en aviones que son estructuralmente fuertes y altamente maniobrables pero eficientes. La industria necesita adoptar tales soluciones antes de que la vigilancia permanente de drones con energía solar pueda ser ampliamente utilizada.

La principal limitación es que los activos de vigilancia actuales las 24 horas del día, los 7 días de la semana, Predator / Reaper CAPs y RQ-4 Global Hawks, funcionan bien. Por lo tanto, no habrá ningún presupuesto para reemplazarlos hasta que haya un nuevo requisito.
El programa Buitre de DARPA proporcionaría este tipo de plataforma perpetua solar:
http://www.darpa.mil/program/vul … – y han visto algunos diseños extravagantes.
Sin embargo, hay algunos pequeños drones solares volando ahora que ya pueden seguir funcionando mientras el sol brille, como el Halcón Silencioso y el Puma Solar. Los investigadores confían en que (con algunos trucos adicionales como elevarse), estos podrán permanecer en el aire de forma permanente en los próximos años. El avión de Atlantiksolar puede permanecer despierto durante más de 81 horas seguidas …