یک پهپاد خورشیدی دستساز توانسته رکوردی چشمگیر در مدت پرواز ثبت کند. «لوک بل» (Luke Bell) و پدرش «مایک بل» موفق شدند پهپادی بسازند که تقریباً تنها با نور خورشید کار میکند و بیش از ۵ ساعت در هوا باقی بماند.
به گزارش عصر ایران، این پهپاد در مجموع ۵ ساعت، ۲ دقیقه و ۲۱ ثانیه پرواز کرد؛ رکوردی غیررسمی برای پهپادهای الکتریکی چندملخه (Multirotor). جالب اینکه پرواز نه به دلیل تمام شدن انرژی، بلکه به این دلیل متوقف شد که لوک بل پس از ساعتها کنترل دستگاه، تصمیم گرفت آن را فرود بیاورد.
خانواده بل پیش از این نیز به خاطر ساخت پهپادهای فوقسریع مسابقهای شناخته میشدند. سری پهپادهای آنها با نام Peregreen چندین بار رکورد جهانی سرعت پهپادهای کنترل از راه دور با باتری را جابهجا کرده است:
اگرچه رکورد رسمی هنوز به نام Peregreen 4 ثبت شده، اما یک مهندس هوافضا به نام بنجامین بیگز با پهپاد BlackBird سرعت بیشتری ثبت کرده و رقابت در این حوزه همچنان ادامه دارد.
لوک بل همچنین رکورد غیررسمی بیشترین زمان معلق ماندن یک پهپاد چندملخه را هم در اختیار دارد؛ رکوردی برابر با ۳ ساعت و ۳۱ دقیقه که با استفاده از یک پهپاد فوقبهینه با ملخهای ۱۰۱ سانتیمتری و باتریهای لیتیومی پرچگالی ثبت شده است.
اما پهپاد خورشیدی جدید آنها کاملاً متفاوت است.
لوک بل درباره این پروژه میگوید پهپادی که بتواند تا ۱۲ ساعت در روز با انرژی خورشیدی پرواز کند، کاربردهای بسیار گستردهای خواهد داشت. از جمله:
مزیت اصلی چنین پهپادی این است که نیازی به شارژ مجدد ندارد و میتواند در طول یک روز صدها کیلومتر پرواز کند. در حالی که در بسیاری از پهپادهای فعلی، نگرانی از خالی شدن باتری یکی از بزرگترین محدودیتها محسوب میشود.
اولین نسخه این پهپاد کاملاً وابسته به نور خورشید بود و هیچ باتری یا خازنی نداشت.
ویژگیهای اصلی این مدل:
این پنلها روی زمین حدود ۱۵۰ وات انرژی تولید میکردند. طرح اولیه در عمل کار کرد، اما یک باد ناگهانی پس از حدود سه دقیقه پرواز باعث پایان مأموریت شد.
در نسخه دوم، تیم سازنده تغییرات مهمی ایجاد کرد:
اما مهمترین تغییر اضافه شدن مدار پشتیبان باتری بود.
در طراحی جدید، از دیودها استفاده شده است. دیودها مانند یک سوپاپ یکطرفه عمل میکنند و اجازه نمیدهند جریان برق به سمت پنلها بازگردد.
به این ترتیب:
در نسخه نهایی، این پهپاد دارای ۲۸ پنل خورشیدی است که روی بدنه فیبر کربنی قرار گرفتهاند. در شرایط نور کامل، این پنلها بیش از ۱۱۰ وات انرژی تولید میکنند، در حالی که برای معلق ماندن پهپاد فقط حدود ۷۰ وات لازم است.
انرژی اضافی نیز برای شارژ باتری کمکی استفاده میشود تا در شرایط نامساعد به کار بیاید.
یکی از مهمترین چالشها برای چنین پهپادهای سبکی مقاومت در برابر باد است.
لوک بل میگوید نسخه بعدی (V3) تمرکز زیادی روی افزایش پایداری در برابر باد خواهد داشت، اما این کار ساده نیست؛ زیرا هرچه پهپاد مقاومتر شود، معمولاً وزن آن نیز بیشتر میشود و همین موضوع میتواند مصرف انرژی را بالا ببرد.
نگه داشتن یک پهپاد چندملخه در هوا برای مدت بسیار طولانی بسیار دشوارتر از هواپیماهای بالثابت است.
برای مقایسه:
با این حال حتی این پروژههای صنعتی نیز مأموریتهایی محدود (حدود ۲۰۰ تا ۳۰۰ روز) طراحی میکنند، زیرا عواملی مانند فرسودگی قطعات، افت عملکرد باتری و شبهای طولانی زمستان مانع پرواز دائمی میشوند.
با این وجود، لوک بل معتقد است از نظر تئوری پرواز نامحدود ممکن است. یکی از راهحلها تبدیل پهپاد به یک پرنده عمودپرواز الکتریکی (eVTOL) است؛ در این حالت پنل خورشیدی به شکل بال عمل میکند و مصرف انرژی پرواز میتواند به حدود ۱۰٪ مصرف حالت شناوری کاهش یابد.
او همچنین به محدودیت فعلی پنلهای خورشیدی اشاره میکند: بازده آنها معمولاً ۲۰ تا ۲۵ درصد است. اگر این عدد افزایش پیدا کند، کاربردهای این فناوری میتواند به شکل چشمگیری گسترش پیدا کند.
پهپاد خورشیدی جدید خانواده بل نشان میدهد که ترکیب انرژی خورشیدی، طراحی فوقسبک و سیستمهای هوشمند مدیریت انرژی میتواند آینده تازهای برای پهپادها رقم بزند. اگر این فناوری بیشتر توسعه پیدا کند، ممکن است در آینده پهپادهایی ببینیم که روزها یا حتی ماهها بدون نیاز به شارژ در آسمان باقی بمانند.
منبع: newatlas