Рекорд: 5-метровый дрон пролетел более 75 км на одной литий-серной батарее

Беспилотный летательный аппарат под названием Pegasus преодолел более 75 км во время испытательного полёта. Он завершил миссию, сохранив запас энергии. Это достижение приближает альтернативные химические составы аккумуляторов на шаг к регулярному использованию в коммерческой авиации. Пятиметровый размах крыльев дрона позволил ему продержаться в воздухе почти два часа над Квинслендом, работая в основном на одном литий-серном аккумуляторном блоке.

Литий-серные аккумуляторы уже давно обещают более высокую теоретическую удельную энергию по сравнению с традиционными литий-ионными элементами. Однако инженерные проблемы, в частности управление температурой и ресурс конструкции, исторически не позволяли им выйти за пределы лабораторий. Успешный полёт в Квинсленде свидетельствует о том, что эти практические препятствия постепенно преодолеваются благодаря инженерным решениям. Компания Li-S Energy разработала аккумуляторный блок емкостью 382 Вт·ч вместе со специализированной системой управления аккумулятором, предназначенной именно для нагрузок во время полёта.

Совместная инженерная работа

Pegasus не является переоборудованной серийной моделью. Его спроектировали и построили с нуля в качестве совместного испытательного стенда три австралийские компании. V-TOL Aerospace разработала планер с большим удлинением крыла и общую систему распределения электроэнергии. Halocell Energy интегрировала массив перовскитных солнечных элементов непосредственно в обшивку самолета. Сложность заключалась в одновременной координации этих систем. Во время полета бортовая электроника должна была непрерывно подавать энергию на два электродвигателя, одновременно уравновешивая переменный поток энергии, поступающий от солнечной батареи.

Это испытание стало завершающим этапом проекта, который поддержало правительство Австралии в рамках инициативы Emerging Aviation Technology Partnership. Проект, объявленный в июне 2024 года, получил более 1,35 млн австралийских долларов софинансирования для создания национального аэрокосмического потенциала. После завершения первых летных испытаний инженеры приступили к анализу бортовой телеметрии, чтобы оценить коммерческие возможности аппарата.

Ориентация на практические промышленные задачи

Во время первых полётов использовался только один аккумуляторный блок, однако внутренний отсек может вместить два. Команда рассчитывает, что удвоение ёмкости аккумулятора и использование солнечных панелей следующего поколения могут существенно расширить эксплуатационные возможности дрона. Ожидается, что будущие модели смогут находиться в воздухе от пяти до восьми часов, преодолевая до 250 км за один вылет.

Такой радиус открывает возможности для решения практических промышленных задач. Большинство современных электрических дронов работает в жестких временных ограничениях, вынуждая операторов часто заменять аккумуляторы. Аппарат, способный находиться в воздухе в течение половины рабочего дня, может патрулировать удаленные животноводческие фермы, проверять линии электропередач на обширных территориях или следить за границами лесных массивов с целью выявления лесных пожаров.

Li-S-аккумуляторы могут расширить возможности БПЛА

Секторы обороны и наблюдения также внимательно следят за этой технологией. Для длительного полёта беспилотников в настоящее время требуются либо двигатели внутреннего сгорания, либо тяжёлые аккумуляторные системы, снижающие полезную нагрузку. Более лёгкая аккумуляторная цепь отечественного производства обеспечивает как большую дальность полёта, так и надёжность энергоснабжения.

Чтобы защитить технологию, лежащую в основе разработки, компания Li-S Energy подала две патентные заявки, охватывающие конструкцию аккумуляторного блока и его цифровую систему управления. Теперь партнеры планируют использовать данные испытаний, чтобы превратить свой воздушный испытательный стенд в коммерчески жизнеспособное семейство многоцелевых летательных аппаратов.

Источник: Interesting Engineering