Қолайлы көру бұрышы
18-30 шақырымдық стратосфералық биіктікті адамдар нашар меңгереді. Мұндай «ғарышқа жақын» жерде ұшақтар жиі қабылданады, ал ғарыш аппараттары жоқ. Бірақ Жердің ауа қабатындағы мұндай қабат жасырын бақылауға өте ыңғайлы. Біріншіден, мұндай биіктіктегі әуе кемелері Ауғанстан немесе Сирия территориясымен салыстыруға болатын аумақты зерттей алады және сонымен бірге бір аумақты ұзақ уақыт бойы патрульдей алады. Сонымен қатар, орбита спутнигі жерді тез айналып өтеді, көбінесе маңызды объектілер мен процестерді түсіруге уақыт болмайды. Екіншіден, жердегі әуе шабуылына қарсы қорғаныс жүйесі мұндай шағын және биіктіктегі барлаушы ұшақтарды іздеуге және жоюға әлі әзірленбеген. Есептеулер бойынша тиімді шашырау аймағы 0,01 м жетуі мүмкін2… Әрине, аспанда осындай жалған спутниктердің жаппай пайда болуымен әуе қорғанысы ұстаудың шешімдерін табады, бірақ жою шығындары тым қымбат болуы мүмкін. Барлаудан басқа, биіктіктегі дрондар байланыс пен навигацияны қамтамасыз ете алады.
Мұндай биіктікке арналған әзірге әзірленген дрондардың көпшілігі күн батареялары мен аккумуляторларға негізделген. Бірнеше ондаған шақырым биіктікте күн энергиясы әлдеқайда тиімдірек «сіңіріледі», бұл қанатты машинаға электр қозғалтқыштарын қуаттауға ғана емес, сонымен қатар батареяларда энергияны сақтауға мүмкіндік береді. Түнде дрондар күндіз сақтағанын пайдаланады; таңертең цикл қайталанады. Бұл машиналарға бірнеше күннен бірнеше жылға дейін 30 шақырым биіктікте ұшуға мүмкіндік беретін мәңгілік қозғалыс машинасы болып шықты. Мысалы, егер осындай жалған спутниктің бірі әйгілі Global Hawk-тың орнын басса, онда оператордың өзі жылына 2000 тоннаға жуық отын үнемдейді. Бұл төмен шығындар мен ұзақ жұмыс уақытын ескермейді. Алайда, бұл ақпараттың барлығы теориялық: осы уақытқа дейін мұндай жабдықтың ұшу ұзақтығы бойынша рекорд 26 күнді құрайды. Бұған 2018 жылы еуропалық жалған спутниктік Airbus Zephyr қол жеткізді.
Классикалық спутниктермен салыстырғанда биіктіктегі дрондар табиғи түрде әлдеқайда арзан және Жерге жақын орналасқан, бұл жоғары сапалы түсірілім мен бақылауды қамтамасыз етеді. Жоғарыда айтылған Airbus Zephyr ұшағы Global Hawk -тен 10 есе және World View спутниктерінен 100 есе арзан. Бұл жағдайда псевдо-спутниктер ионосфераның астында орналасады, бұл навигацияның дәлдігін арттырады және радио эмиссия көздерінің орналасуын анықтайды. Спутниктен айырмашылығы, әуе кемесі бүркіт тәрізді бақылау объектісінің үстінде ұзақ жүре алады, төменде болып жатқан барлық өзгерістерді бақылай алады.
Стратосфералық ұшуға арналған жалған спутник ұғымы қандай? Бұл жақсы аэродинамикалық сипаттамалары бар, жоғары тиімді күн панельдерімен, аккумуляторлармен және жанармай жасушаларымен жабдықталған жеңіл композициялық шкаф. Сонымен қатар, жоғары тиімді электр қозғалтқыштары, энергияны аз тұтынатын, ұшу кезінде төтенше жағдайларға дер кезінде және дербес әрекет етуге қабілетті жеңіл басқару құрылғылары қажет. Мұндай биіктіктегі көліктер жүк көтергіштігінің төмендігімен (100-200 килограммға дейін) және өте баяу жүруімен-сағатына бірнеше ондаған километрге дейін ерекшеленеді. Олардың біріншісі 1980 жылдары АҚШ -та пайда болды.
Ұшатын күн батареялары
HALSOL бағдарламасының эксперименттік жалған спутниктері Америка Құрама Штаттарында осындай құрылғылардың ішінде бірінші болды. Технологияның қарапайым артта қалуына байланысты ештеңе түсінбеді: сыйымды аккумуляторлар немесе тиімді күн батареялары жоқ. Жоба жабылды, бірақ прототиптердің сыртқы түрі ашылмаған, бастама НАСА -ға берілген. Оның мамандары 1994 жылы Pathfinder ұсынды, бұл шын мәнінде болашақ жалған спутниктер үшін алтын стандарт болды. Құрылғының қанатының ұзындығы 29,5 метр, ұшу салмағы 252 килограмм және биіктігі 22,5 шақырым болды. Бірнеше жыл ішінде жоба бірнеше рет жаңартылды; серияның соңғысы Helios HP болды, оның қанаттары 75 метрге созылды, ұшу салмағы 2,3 тоннаға дейін жетті. Бұл құрылғы ұрпақтардың бірінде 29524 метрге көтеріле алды - бұл реактивті қозғалтқышы жоқ көлденең ұшатын ұшақтар үшін рекорд. Сутегі отын элементтерінің жетілмегендігіне байланысты Helios HP екінші ұшу кезінде ауада құлады. Олар оны қалпына келтіру идеясына оралмады.
Қос мақсатты жалған спутниктің екінші белгілі үлгісін 2003 жылы жасанды көкжиекте пайда болған британдық QinetiQ Zephyr отбасы деп атауға болады. Үлкен сынақтар мен дизайн жетілдірулерінен кейін, жобаны 2013 жылы Airbus Defence and Space сатып алып, екі негізгі модельге айналды. Біріншісінің қанатының ұзындығы 25 м және оған мыналар кіреді: ультра жеңіл көміртекті талшықтан жасалған планер, United Solar Ovonic аморфты кремнийден жасалған күн панельдері, Sion Power-тен литий-күкірт батареялары (3 кВтсағ), автопилот және зарядтағыш QinetiQ. Күн батареялары 1,5 кВт электр энергиясын өндіреді, бұл тәулік бойы 18 км биіктікте ұшуға жеткілікті. Екінші, үлкен жалған спутник Zefyr T болды, оның екі құйрығы бар, қанаттары кеңіген (25 м-ден 33 м-ге дейін). Бұл дизайн пайдалы жүктемені төрт есе көтеруге мүмкіндік береді (салмағы 20 кг, радиолокациялық станцияны 19500 м биіктікте орналастыру үшін жеткілікті).
Ұлыбритания мен Америка Құрама Штаттарының армиялары Зефирмен келісімшартқа отырды. Олар әлі әскерлерге толық үйреніп үлгермеді, 2019 жылдың наурызында олардың бірі Фарнбородағы (Гэмпшир) құрастыру зауытының жанында апатқа ұшырады. Бұл апатта мұндай ұшақтардың басты кемшілігі толықтай ашылды - оның ұшу мен қону кезінде метеорологиялық жағдайларға жоғары сезімталдығы. Көптеген шақырымдық жұмыс биіктігінде жалған спутниктер жауын-шашыннан және желден қорықпайды, бірақ жерде өздерін ыңғайсыз сезінеді.
DARPA сондай-ақ осындай перспективалы тақырыптан қалыс қалмады және 2000 жылдардың соңында VULTURE бағдарламасын бастады (Өте жоғары биіктік, Ультра төзімділік, Loitering Theatre Element-операциялық театрда өте ұзақ уақытқа созылатын өте жоғары бақылау жүйесі). Тұңғышы Boeing Phantom Works компаниясы QinetiQ және Venza Power Systems -пен бірлесіп жасаған Solar Eagle жалған спутнигі болды. Бұл алыптың қанатының ұзындығы 120 метр, литий-күкірт батареялары, күн батареяларынан да, сутегі элементтерінен де жұмыс істейтін сегіз қозғалтқышы бар. Қазіргі уақытта американдықтар жобаны жіктеді және, бәлкім, күн бүркітін өндіріске дейінгі прототиптер түрінде сынап жатыр.
Жіктелмеген прототиптердің ең заманы-BAE мен Prismatic Ltd бірлесіп жасаған жалған спутник-PHASA-35 (Тұрақты жоғары биіктіктегі күн ұшақтары, ұзақ мерзімді биіктіктегі күн ұшақтары). 2020 жылдың ақпанында ол Оңтүстік Австралиядағы Корольдік Әскери -әуе күштері базасында алғаш рет ауаға ұшырылды. Қанаты бар ұшатын күн панелі 21 шақырымға көтеріле алады және салмағы 15 келіге дейін жүк көтереді. Биіктіктегі дрондардың стандарттары бойынша, PHASA-35-тің қанаты 35 метрлік кішкентай және әзірлеушілер өздері жазғандай, бақылау, байланыс және қауіпсіздік үшін арналған. Дегенмен, жалған спутниктің бастапқы және негізгі жолы жауынгерлік жұмыс болады. Осыған байланысты, бірінші ұшудың қорытындысы бойынша BAE Systems техникалық директоры Ян Мулдоней түсініктеме берді:
Бұл - таңғажайып нәтиже және біз британдық ең жақсы мүмкіндіктерді біріктіргенде қол жеткізуге болатын қарқын көрсетеді. Дизайндан ұшуға екі жылдан аз уақыт ішінде (20 ай) көшу біз Ұлыбритания үкіметінің алдағы онжылдықта болашақта әуедегі жауынгерлік жүйені құруға қойған міндетіне көтерілетінімізді көрсетеді.
Осы жылдың соңына дейін сынақтарды аяқтап, 12 айдан кейін алғашқы өндіріс машиналарын тапсырыс берушіге беру жоспарланды. Бірақ пандемия, әрине, көрсетілген мерзімде өз түзетулерін енгізеді.
Енді мұндай биік ұшқышсыз ұшақтарға қызығушылықтың тұрақты өсуі байқалады, және даму аймағының кеңеюі-соның дәлелі. Қытай, Үндістан, Тайвань және Оңтүстік Кореяның табыстарынан басқа, ресейлік конструкторлық бюро жалған спутниктерді жобалауға қатысады. Бірінші отандық эксперименттік биіктіктегі дрон С. А. Лавочкин және ЛА-251 «Аист» деп атады. Ол алғаш рет «Армия-2016» форумында ұсынылды. Дрон қалыпты аэродинамикалық дизайнға сәйкес жасалған және қанаты 16 м, массасы шамамен 145 кг болатын еркін тасымалдайтын моноплан болып табылады. Монопланның екі құйрық бумы, 3 кВт төрт қозғалтқышы бар және 240 Ah батареясымен жабдықталған. Ұшу биіктігі 12 мың метрге дейін, ұзақтығы 72 сағатқа дейін. Қанатының ұзындығы 23 метр және жүктемесі 25 кг болатын үлкенірек «Аист» әзірленуде. Мұндай жалған спутник қазірдің өзінде 18 шақырымға көтеріледі және бірнеше күн ауада қала алады. Дизайнды жеңілдету үшін ұшақта бір пучок қалды және қозғалтқыштар саны төрттен екіге дейін қысқарды. Псевдосателлиттердің отандық тақырыбын одан әрі дамытуға 400-600 Вт / кг энергия шығыны бар литий-күкірт батареяларын өндіру технологиясының болмауы кедергі келтіруде. Сонымен қатар, бізге 0,32 кг / м меншікті салмағы бар күн батареялары қажет2 тиімділігі кемінде 20%. Көп жағдайда бұл Ресейдің әлемдік көшбасшылармен арадағы алшақтықты азайта алатынына байланысты. Мұндай үлкен аумақпен біздің ел болашақта мұндай жалған спутниктерсіз жасай алмайды.
