Soldrevne fly skal løse satellitternes opgaver
more_vert
close
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Soldrevne fly skal løse satellitternes opgaver

Illustration: Airbus

En satellits udholdenhed og en drones fleksibilitet. Det er et miks af kvaliteter, flere firmaer verden over prøver at kombinere i ubemandede, soldrevne fly. Håbet er, at de kan overtage mange af de opgaver, som traditionelle satellitter udfører i dag. Mange spillere arbejder på sagen, og Airbus er blandt de, der er kommet længst.

Onsdag i denne uge landede deres Zephyr S efter tur på 25 døgn, 23 timer og 57 minutter. Det er ifølge Airbus verdensrekord. Zephyr prototypen har tidligere fløjet i 14 døgn nonstop.

Zephyr er, hvad producenten kalder en pseudo-satellit ('High Altitude Pseudo-Satellite', HAPS), der skal udfylde kløften mellem satellitter, UAV'er (Unmanned Aerial Vehicle) og bemandede fly. Det flyver i stratosfæren i en højde på omkring 70.000 fod over uvejr og flytrafik. Om natten flyver det på batteridrift. Vingespændet er 25 meter, men fartøjet vejer mindre end 75 kg.

Sådanne fly er blandt andet designet til overvågning og kommunikation i fjerntliggende områder. Målet er, at de skal løse en masse af satelliternes opgaver til en lavere pris og uden behov for dyre og tidskrævende raketopsendelser. Zephyr behøver ikke engang en rullebane for at komme ind i luften.

Nye tests i Australien

Airbus præsenterede nyeste version af ​​Zephyr S ved årets Farnborough-show.

Efter den succesfulde tur er Airbus Unmanned Aerial Systems nu ved at forberede flere flyvninger i år fra deres nye base på Wyndham Airfield i Australien.

Til sidst bør Zephyr være i stand til at holde sig i luften flere måneder ad gangen, før det må ned og udskifte batterier. Firmaet arbejder også med en efterfølger, Zephyr T, som vil kunne bære mere nyttelast, have et vingespænd på 33 meter og veje 140 kg.

Britiske projekter

Zephyr-projektet blev startet for 15 år siden af British QinetiQ og solgt til EADS Astrium (nu Airbus Defense and Space) for fem år siden. I dag støttes projektet af det britiske forsvarsministerium.

Lignende projekter er undervejs. Britiske BAE Systems og Prismatic arbejder sammen om at udvikle en soldreven drone, der kan flyve i op til et år uden landing. Det hedder Phasa-35 og er planlagt til takeoff næste år.

Illustration: Airbus

I artiklen staar der:
"Til sidst bør Zephyr være i stand til at holde sig i luften flere måneder ad gangen, før det må ned og udskifte batterier."

Hvorfor skal batterierne, der oplades fra solceller, skiftes saa tidligt?

  • 4
  • 0

Batterierne slides af op og aflade cykluserne. Hver nat aflades de og hver dag oplades de. Levetiden af batterierne bestemmes af hvor dybe "knæbøjninger" batterierne går igennem i en afladecyklus. Det afgøres så igen af behovet og hvor stort batteri ingeniørerne har valgt. Altså: aflades de til 90% i løbet af en nat vil de holde længere end hvis de aflades til 10%. Omvendt vil det første batteri være større og dermed tungere, så det efterlader mindre masse til andre ting, fx. Eksperimenter.

I det nævnte design er målet altså at anvende en størrelse der giver en levetid på 'nogle måneder'. Vil man flyve længere må man ofre masse fra andre systemer til mere batteri.

  • 10
  • 2

Med så lav vægt må marginal omkostningen pr fly være ret lav. Selvfølgelig skal udviklingen tjenes hjem over et antal eksemplarer men herefter kan det blive ret lukrativt.

  • 0
  • 0

Det flyver i stratosfæren i en højde på omkring 70.000 fod over uvejr og flytrafik

  • men det gør de ikke 'undervejs'! Det må tage rimeligt lang tid at nå 70.000 fod (og ned igen) - og i disse faser skal man have godt styr på såvel 'meteorologi' som (adskillelse fra) anden lufttrafik! Det kunne være interessant at høre lidt om, hvorledes dét klares.
  • 9
  • 4

Ifølge grafikken skulle den kunne bære 5 gange sin egen vægt. Det er måske bare mig, der , der sidder fast i vanetænkning fra traditionelle fly, men det lyder umiddelbart pudseløjerligt?

Nyeste model af U2 (S), der vel er mest sammenligneligt i operationsforhold, har, efter de kilder, jeg har stående på hylden, et forhold mellem tomvægt og max. take-off vægt omkring 2,7.

Jeg kan godt se, at man kan bygge den meget let når den skal "flyve over vejret", men den må jo stadig skulle have strukturel styrke til at komme op og ned gennem vejrpåvirkninger? Og igen, hvis vi ser på U2, så er den ikke bygget med ret meget strukturel styrke i forvejen. Fx sætter man flaps i en særlig "gust alleviation position" på vej op og ned gennem atmosfæren for at holde den under tilladt G-belastning (mener, at det er noget omkring 2 G )

/Bo

  • 1
  • 0

Det flyver i stratosfæren i en højde på omkring 70.000 fod over uvejr og flytrafik

        men det gør de ikke 'undervejs'! Det må tage rimeligt lang tid at nå 70.000 fod (og ned igen) - og i disse faser skal man have godt styr på såvel 'meteorologi' som (adskillelse fra) anden lufttrafik! Det kunne være interessant at høre lidt om, hvorledes dét klares.  

Hvis man antager, at den samlede motoreffekt er ca. 1,5 kW (opskalering af den tidligere version, Zephyr 7, som havde 0,9 kW) kan man nok regne med en stigehastighed på omkring 0,5 m/s. Det giver i størrelsesordenen 12 timer til 70.000 fod.

I den tidstamme vil jeg mene, at man kan have tilstrækkelig godt styr på meteorologien til at det ikke er et større problem. Det største risiko er nok termisk og mekanisk turbulens i den nedre del af atmosfæren, og den risiko kan man mindske ved at opsende tidligt på en vindstille dag.

Flyet er helt sikkert udstyret med transponder, og så er adskillelsen til anden lufttrafik ikke noget problem, da man jo næppe sender den op igennem det mest trafikerede luftrum.

  • 6
  • 0

Hvis man går ind på det efterfølgende link kan man blive endnu mere forvirret Bo.

https://www.airforce-technology.com/projec...

Her står der ;

MANUFACTURER
Airbus Defence and Space
WINGSPAN
25m
WEIGHT
62kg
PAYLOAD CAPACITY
5kg
ALTITUDE
70,000ft

og intet om de 5gange payload som der vises på planchen.

Da man har planer om en ny model med over 30 meter spændvidde og en vægt på ca 140 kg og det kan måske være dennes præstationer der har sneget sig ind på planchen.

Man skal være forsigtig når man sammen ligner flys præstationer.

U2 (S) har en spændvidde på 30 meter og formodentlig en middelkorde (jeg gætter) på 1,3 meter hvilket giver et vingeareal på 39 kvadratmeter. U2 vejer tom 6,7 ton og fuld 18,1 ton hvilket giver en vingebelastning på 172- 462 kilo per kvadratmeter, hvilket beskrives problematisk i højden med kun 10 knob mellem flyvning og stall. March fart 690 km/t...top 805 km/t

Zepyr har en vinge korde på 1 meter, vurderet udfra vidioen hvilket giver et vingeareal på
25 kvadratmeter og den vejer 40-45kg hvilket giver en vingebelastning på 1,6-1,8kg. Man kan så regne den nødvendige hastighed ud, hvis man kender atmosfærens massefylde og temperatur i 21 km højde.
Hvis man sætter (igen gætter)massefylden til 0,5 af standardatmosfærens 1,225 kg M^3 og putter den i den "lille" opdrifts bernuilli (0,5 x rho x V^2 x Arealet) kan man finde at den skal flyve med mere end 8 meter sekundet for at få en opdrift på 480 newton..ca 48kg.
Jeg gættede på 10meter/sek da jeg så vidioerne.

Man skal derfor være meget opmærksom på at de belastninger de to meget foskellige fly kommer udfor også er meget forskellige på grund af deres hastigheder og vingebelastninger.

  • 5
  • 2

Hvis det det der menes, ja så giver det mening, og tak for det Michael M. men jeg forventer at en virksomhed som Airbus anvender den normale betegnelse for et flys styrke, G , som det kan tåle...fremfor.... it supports 5 times its own weight, som også forvirrede mig.

  • 2
  • 3

Hvis skift af batterierne er det der nødvendiggør at flyet lander, så kunne føldenge måske klare den sag....

  1. At sende det op med en "ekstra" batteripakke, der udelukkende bruges til at levere energi til at nå højden og som derefter dumpes med faldskærm eller lign.
    Det må nødvendigvis være den største del af energien der går til at nå flyvehøjden.

  2. Kan man ikke lave en form for batteriskift i luften (altså ikke i 21 kms højde men måske et eller andet sted i midten), ligesom man i mange år har kunnet tanke op i luften). Hvis hele flyets vægt er 75 Kg.... så må batteridelen være mindre og det må kunne laves på en modulær måde så det kan klares.

  3. Ved delvis at bruge Ultrakpacitorer i batteriet, kan man øge dets levetid fordi det tager peaks i begge retninger som koster levetid i LiO batteriet, det fylder mere )eller er meget dyrere hvis ikke, for eksempel med graphen) men på den anden side skal det kun være ca. 10% procent af kapaciteten.

  • 0
  • 0