Аеростати давно і широко використовуються в різних областях і ефективно вирішують поставлені завдання. Регулярно пропонуються нові ідеї, які дозволяють одержувати нові результати і підвищувати ефективність роботи такої техніки. Цікавий підхід до будівництва аеростатів пропонує американська компанія World View Enterprises у своєму проекті Stratollite.
Модульний підхід
Компанія World View Enterprises була заснована в 2012 р. і спочатку планувала займатися космічним туризмом. Однак складність розробки повітряно-космічних змусила її зосередити зусилля на менш сміливих проектах. Більш простий і реалістичною виявилася розробка багатоцільових аеростатів для військового або цивільного застосування.
Сучасні аеростати різного призначення в більшості своїй представляють собою спеціалізовану техніку для вирішення конкретних завдань. Компанія World View Enterprises пропонує відмовитися від такого підходу і використовувати «актуальну» модульну архітектуру. По суті, її проект Stratollite передбачає будівництво аеростата-платформи, здатної нести будь-яку корисну навантаження відповідних габаритів і маси.
Переваги такого аеростата очевидні. Універсальна платформа може отримати будь-яке сумісне устаткування і виконати поставлене завдання. Будівництво апарату з нуля при цьому не потрібно, що дозволяє скоротити витрати і прискорити підготовку до місії. Економія досягається за рахунок використання уніфікованого балона, загальної системи енергопостачання, універсальної капсули і наземних засобів.
Універсальна платформа зможе використовуватися в самих різних цілях. Керівництво компанії-розробника вважає, що коло завдань Stratollite обмежується лише фантазією замовника. У деяких випадках очікується отримання конкурентних переваг перед альтернативними системами. Так, аеростат з апаратурою оптичної розвідки може бути більш ефективним в порівнянні з супутниками аналогічного призначення.
Втім, такі результати поки відносять до обозримому майбутньому. На даний момент компанія World View Enterprises планує завершити випробування аеростата-платформи і виконати доведення його загальних систем. Тільки після цього можна буде шукати клієнтів і організовувати реальні польоти.
Літаюча піраміда
Конструктивно аеростат Stratollite складається з чотирьох елементів. Найбільш великий – оболонки для легкого газу. Пропонується використання кількох таких балонів різного призначення. Другий елемент – підвішена під балонами сонячна панель для енергопостачання апаратури. Для корисного навантаження і власних приладів призначається капсула у формі усіченої піраміди.
Підйомна система аеростата включає кілька наповнюються оболонок. Основна і найбільша відповідає за підйом і вихід на задану висоту. Додаткова має засоби для нагнітання та стравлювання газу, за рахунок чого забезпечується зміна підйомної сили і маневрування по висоті.
Сонячна панель великої площі повинна забезпечувати енергопостачання як власних систем аеростата, так і корисного навантаження. На даний момент потужність цільової апаратури обмежена 250 Вт. Можливо, надалі цей параметр наростять за рахунок впровадження нових компонентів або технологій.
Аеростат Stratollite оснащується власної навігаційною апаратурою і системами управління. Виріб не має двигуна, однак має виконувати нескладні маневри. Для цього пропонується аналізувати напрямки і силу повітряних потоків і змінювати висоту польоту для потрапляння в них. Переміщаючись разом з повітряними течіями, апарат повинен рухатися по заданому маршруту або залишатися в заданому районі.
Аеростат отримує кошти двостороннього радіозв’язку для контролю і передачі даних від цільової апаратури. Це дозволяє забезпечити безперервну зв’язок з землею для передачі даних або для отримання команд.
Робочий діапазон висот аеростата – від 50 до 75 тис. футів (15,25-22,9 км). Максимально можлива висота перевищує 95 тис. футів (близько 29 км). Корисне навантаження – 50 кг Планується забезпечити безперервну роботу протягом 60 діб. Надалі компанія-розробник планує збільшити вантажопідйомність, потужність енергосистеми, висоту і тривалість польоту.
Наземна апаратура комплексу включає автомобілі-носії зі станцією управління, системою заправки легким газом та іншими компонентами. Стверджується, що розгортання комплексу і запуск аеростата займають мінімальний час. Використані методи управління польотом дозволяють забезпечити повернення аеростата з м’якою посадкою в заданому районі.
Шлях до результату
Компанія World View Enterprises здійснила перші запуски демонстраторів технологій ще в 2014 р. Потім досвідчені зразки удосконалювалися, і до теперішнього часу був сформований остаточний вигляд аеростата Stratollite. Крім того, такий апарат вже встиг вийти на випробування і показати непогані результати.
У червні 2017 р. повинен був відбутися перший тривалий політ аеростата. Однак з-за витоку легкого газу апарат протримався в повітрі тільки 17 годин замість призначених 4 доби. Через декілька тижнів відбувся штатний політ тривалістю 27 ч.
Не так давно, 5 червня, компанія повідомила про виконання успішного 16-денного польоту. За цей час прототип подолав по повітрю більше 3 тис. миль над територією чотирьох штатів. Сумарно 8 діб апарат «зависав» у районах діаметром 120 км. Також була підтверджена можливість тривалої роботи в зоні діаметром до 9 км. Виконавши польотну програму, досвідчений Stratollite здійснив м’яку посадку на відстані близько 120 м від розрахункової точки.
Тепер компанія World View Enterprises має намір провести аналіз тестового польоту і зробити висновки. У найближчому майбутньому планується провести нові випробування, в ході яких тривалість польоту досягне необхідних 60 діб. З такими характеристиками аеростат Stratollite зможе вийти на ринок і почати пошук клієнтів.
Практичні перспективи
Виріб Stratollite являє собою універсальну платформу для цільової апаратури різних типів. У першу чергу, компанія-розробник планує отримати контракти від організацій, що здійснюють спостереження за територіями. На аеростаті можуть монтуватися фотокамери, компактні РЛС та інша апаратура. У сфері дистанційного спостереження за поверхнею землі аеростат може стати прямим конкурентом супутників.
Схема випробувального польоту тривалістю 16 діб
Можливість несення різної апаратури і здатність залишатися в заданому районі також може бути корисною в області комунікацій. Аеростат Stratollite здатний нести радіопередавачі та ретранслятори різного роду. У такій комплектації він може забезпечувати радіозв’язок з віддаленими районами або вирішувати інші схожі завдання.
Подібно іншим сучасним аэростатам, Stratollite зможе брати участь у метеорологічних спостереженнях. Можливо, особливі функції і здатності універсальної платформи дозволять отримати переваги перед спеціалізованими зразками.
Таким чином, проект Stratollite від компанії World View Enterprises представляє певний інтерес для потенційних замовників і може мати велике майбутнє. Однак, поки що не слід переоцінювати його і будувати надмірно оптимістичні плани. Все ще залишається відкритим питання здатності універсальної платформи перевершити спеціалізовані аеростати в їх областях. Відповідь на нього буде отриманий тільки в рамках повномасштабних випробувань.
Велике майбутнє?
В даний час аеростати Stratollite проходять випробування, по мірі яких здійснюється вдосконалення їх конструкції і апаратури. Протягом кількох наступних років компанія-розробник має намір на практиці підтвердити можливість двомісячного польоту з повною 50-кг корисного навантаження з рішенням поставлених завдань і рухом за заданими маршрутами.
Успішне завершення таких робіт може істотно вплинути на декілька напрямків техніки з військової і цивільної областей. Підтвердивши розрахункові характеристики, компанія World View Enterprises зможе розраховувати на замовлення того чи іншого роду. В подальшому на базі нинішнього Stratollite буде створена нова конструкція з більш високими характеристиками – та відповідними перспективами.
У нинішньому вигляді проект Stratollite представляє великий інтерес, і тому не буде зайвим стежити за новинами. Компанія World View Enterprises показує непогані темпи робіт, і наближається момент впровадження нової техніки в практику. Як скоро це станеться і наскільки вдалими виявляться готові платформи – стане відомо протягом кількох наступних років.
Автор:Рябов КириллИспользованы фотографії:World View Enterprises / worldview.space
