Ла-251
На форуме “Армия-2016” в экспозиции “Роскосмоса” был представлен проект высотного беспилотника, использующего для полета солнечную энергию (фотоэлектрические источники тока). Демонстрировались уменьшенный макет БЛА и секция каркаса крыла.
Данные работы ведет коллектив ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина». Пока существует только экспериментальный образец аппарата, получивший название Ла-251 “Аист”. Это не новая разработка – 2013 г. Беспилотник построен в рамках НИР (начатой в 2012 г.) всего за 9 месяцев. С нуля. За этот срок были выбраны схема аппарата, материалы, двигатели, солнечные панели, а также построен и испытан летный образец.
Основа конструкции БЛА – большое крыло и двухбалочное оперение. Аппарат имеет размах крыла 15 м, его взлетная масса составляет 150 кг, а масса полезной нагрузки – 1 кг. Высота полета – 10 км. Треть полетной массы БЛА оставляет солнечная батарея, еще треть – планер. На борту имеются четыре мотогондолы с электромоторами и тянущими винтами, а также аккумуляторы, запасающие энергию в 7 кВт/ч. Аккумуляторы необходимы для подъема или полета БЛА в условиях недостаточной освещенности (плохая погода и ночное время суток). Далее, при работе солнечных батарей аккумуляторы постоянно подзаряжаются. Выход БЛА на рабочую высоту производится на вторые сутки после взлета с земли. Скорость полета небольшая – до 35 км/ч, что позволяет практически висеть в заданном районе. В ходе крейсерского полета БЛА использует лишь четверть мощности двигателей, что теоретически позволит в экстренном случае произвести посадку даже на одном двигателе.
Атмосферный спутник Ла-251 прошел цикл летных испытаний на подмосковных аэродромах, в ходе которых выполнено 32 полета с положительными результатами. Наибольшая продолжительность полета составила 72 ч. Получены данные по энергопотреблению в течении суточного цикла. Испытания показали, что серьезное негативное влияние в полете имеют ветер у поверхности земли и осадки. Эти вопросы еще предстоит решить в дальнейшем.
По итогам полетов было получено положительное заключение от ВКС и ВМФ. Тем не менее, продолжение работ было отложено на пару лет, остановлено финансирование. Теперь проект вновь стал востребованным. Правда, пока работы продолжаются на средства предприятия. В военном ведомстве еще не сделали выбор исполнителя. Известно, что существует второй конкурирующий проект “Сова”, работы по которому ведутся под эгидой ФПИ. Аппарат “Сова” недавно также испытывался в летных условиях.
Тем не менее, в НПО им. Лавочкина планируют получить задание на ОКР уже в 2017 г. В рамках ОКР начнется создание полноценного комплекса с несколькими БЛА (не только самого аппарата, но и позиции подготовки и обслуживания, пункта управления и специального укрытия для него). В ожидании этого решения на основе результатов отработок и испытаний демонстратора Ла-251 в течении 2016 г. реализуется новый проект БЛА на солнечных батареях – Ла-252. Такой аппарат практически готов. К осени 2016 г. планируется начать его летные испытания.
Новый Ла-252 почти в полтора раза больше и во столько же раз легче своего предшественника. Это стало возможным благодаря новой фотогенерирующей части (поставщик – АО «ТЕЛЕКОМ-СТВ», г.Зеленоград; фотоэлементы импортные), в которой будет достигнут КПД 24%, что весьма неплохо. Оптимизация конструкции и энергетических параметров позволит иметь значительно большую полезную нагрузку, в сравнении с Ла-251. Аппарат будет состоять из крыла большого размаха и одной балки с хвостовым оперением. Силовой каркас крыла выполнен из композиционных материалов (секция была представлена на форуме). Размах крыла составляет 23 м. Взлетная масса БЛА – 116 кг, масса полезной нагрузки – примерно 25 кг. Высота полета – 18…25 км. Крейсерская скорость – 30 км/ч. Мощность силовой установки (два двигателя) – 2,4 кВт. Планируемая продолжительность полета – 100 дней.
Назначение БЛА – ведение мониторинга и разведки на театре военных действий, а также другие задачи, о которых разработчики пока не готовы говорить. Известно, что беспилотником можно управлять с земли или через спутник. При управлении предусматривается использование ретрансляторов (второй такой же БЛА). По мнению разработчиков, аппарат Ла-252 сможет непрерывно находится в воздухе на заданной высоте около 5 лет и основным ограничением этого срока может стать только ресурс его отдельных элементов (прежде всего, отказ аккумуляторов).
Отдельной проблематикой является оснащение подобных БЛА легкой полезной нагрузкой. Параметры полезной нагрузки “солнечных” БЛА существенно отличаются от параметров той полезной нагрузки, которая используется на самолетах или космических аппаратах.
_
P.S.
Сегодня за рубежом разрабатывается несколько проектов перспективных БЛА сверхбольшой продолжительности полета на солнечных батареях. Среди них аппараты семейства Zephyr британской компании QinetiQ (с 2013 г. работы ведет Airbus Defence and Space). Конкурентом Zephyr является БЛА SolarEagle фирмы Boeing. Эта разработка одна из самых крупных и значимых в США. БЛА типа Zephyr и SolarEagle благодаря развитию технологии использования солнечной энергии могут стать «атмосферными спутниками», функционально дополнив или даже, от части, заменив космические спутники. Крупноразмерные БЛА сверхбольшой продолжительности полета на солнечной энергии создает компания Titan Aerospace. Недавно компания Google стала владельцем Titan Aerospace и все работы по высотным «атмосферным спутникам» были направлены на развертывание обширной интернет-сети для целых стран и регионов, где доставка интернета иными способами затруднена. Компания Facebook также активно работает над проектом обеспечения интернетом труднодоступных районов. Для этих целей интернет-гигант приобрел британскую компанию Ascenta, которая работает над беспилотными летательными аппаратами на солнечных батареях.