Рекорд: 5-метровий дрон пролетів понад 75 км на одній літій-сірчаній батареї

Безпілотний літальний апарат під назвою Pegasus подолав понад 75 км під час випробувального польоту. Він завершив місію, маючи запас енергії. Це досягнення наближає альтернативні хімічні склади акумуляторів на крок до регулярного використання у комерційній авіації. П’ятиметровий розмах крил дрона дозволив йому залишатися в повітрі майже дві години над Квінслендом, використовуючи переважно один літій-сірчаний акумуляторний блок.

Літій-сірчані акумулятори давно обіцяють вищу теоретичну питому енергію порівняно з традиційними літій-іонними елементами. Однак інженерні проблеми, зокрема керування температурою та ресурс конструкції, історично не дозволяли їм вийти за межі лабораторій. Успішний політ у Квінсленді свідчить про те, що ці практичні перешкоди поступово долаються завдяки інженерним рішенням. Li-S Energy розробила акумуляторний блок ємністю 382 Вт·год разом зі спеціалізованою системою керування акумулятором, призначеною саме для навантажень під час польоту.

Спільна інженерна робота

Pegasus не є переобладнаною серійною моделлю. Його спроєктували та побудували з нуля як спільний випробувальний стенд три австралійські компанії. V-TOL Aerospace розробила планер із великим подовженням крила та загальну систему розподілу електроенергії. Halocell Energy інтегрувала масив перовскітних сонячних елементів безпосередньо в обшивку літака. Складність полягала в одночасній координації цих систем. Під час польоту бортова електроніка мала безперервно подавати енергію до двох електродвигунів, одночасно балансуючи змінний потік енергії, що надходив від сонячної батареї.

Це випробування стало завершальним етапом проєкту, який підтримав уряд Австралії в межах ініціативи Emerging Aviation Technology Partnership. Проєкт, оголошений у червні 2024 року, отримав понад 1,35 млн австралійських доларів співфінансування для створення національної аерокосмічної спроможності. Після завершення початкових льотних випробувань інженери почали аналізувати бортову телеметрію, щоб оцінити комерційні можливості апарата.

Орієнтація на практичні промислові завдання

Під час початкових польотів використовувався лише один акумуляторний блок, однак внутрішній відсік може вміщувати два. Команда розраховує, що подвоєння ємності акумулятора та використання сонячних покриттів наступного покоління можуть суттєво розширити операційні можливості дрона. Очікується, що майбутні моделі зможуть перебувати в повітрі від п’яти до восьми годин, долаючи до 250 км за один виліт.

Такий радіус відкриває можливості для практичних промислових завдань. Більшість сучасних електричних дронів працює у жорстких часових обмеженнях, змушуючи операторів часто замінювати акумулятори. Апарат, здатний перебувати в повітрі протягом половини робочого дня, може патрулювати віддалені тваринницькі ферми, перевіряти лінії електропередач через великі території або стежити за межами лісових масивів для виявлення лісових пожеж.

Li-S батареї можуть розширити можливості БПЛА

Сектори оборони та спостереження також уважно стежать за цією технологією. Тривалий політ безпілотників наразі потребує або двигунів внутрішнього згоряння, або важких акумуляторних систем, які зменшують корисне навантаження. Легший акумуляторний ланцюг вітчизняного виробництва забезпечує як більшу дальність польоту, так і безпеку постачання.

Щоб захистити технологію, що лежить в основі розробки, Li-S Energy подала дві патентні заявки, що охоплюють конструкцію акумуляторного блока та його цифрову систему керування. Тепер партнери планують використати дані випробувань, щоб перетворити свій повітряний випробувальний стенд на комерційно життєздатне сімейство багатоцільових літальних апаратів.

Джерело: Interesting Engineering