Новая технология повысила эффективность полетов БПЛА на 88%

Такие аппараты, как американский RQ-4 Global Hawk или китайский CH-9, способны функционировать на экстремальных высотах более 10 км и находиться в воздухе до 40 часов. Однако в разреженных слоях атмосферы резко сокращается количество молекул воздуха, что снижает возможности генерации аэродинамических сил. Чем более разреженный воздух, тем меньше подъемной силы создают крылья. Поэтому БПЛА, летающим на больших высотах, сложнее удерживаться в воздухе, особенно при низких скоростях или большом весе. Ученые выяснили, что если скорость дрона уменьшается с 15 до 8 м в секунду (это меньше 30 км/ч), коэффициент подъемной силы падает более чем на 60%.

Чтобы решить эту проблему, ученые из Китайского центра аэродинамических исследований и разработок в провинции Сычуань испытали в аэродинамической трубе плазменный генератор, установленный на крыле дрона. Этот генератор может 8000 раз в секунду создавать разряды в 16 000 вольт, ионизируя воздух и образуя плазменные импульсы — по сути, заряженные частицы воздуха.

Плазма воздействует на воздух вокруг крыла и не дает ему отрываться. Благодаря этому, как утверждают ученые, аэродинамическое качество (отношение подъемной силы к сопротивлению) улучшается сразу на 88%. Это позволяет дронам сохранять подъемную силу, даже когда они летят медленно.

Хотя технология выглядит многообещающей, у нее есть минус. Заряженные частицы воздуха, которые создает плазма, образуют воздушные вихри. Эти вихри могут дестабилизировать полет, особенно при подъеме или резких поворотах.

Без хорошей системы управления использовать плазменный генератор рискованно. Сейчас ученые работают над «автопилотом», который будет автоматически регулировать мощность плазмы в зависимости от поведения дрона.

С помощью этой разработки беспилотники смогут летать намного дольше без дозаправки или подзарядки. Это улучшит разведку, реагирование на стихийные бедствия и военное наблюдение.

Перспективы плазменных систем не ограничиваются дронами — теоретически их можно адаптировать для самолетов и космических кораблей, работающих в условиях разреженной или нестабильной атмосферы. На фоне растущего мирового интереса к «зелёной» авиации и энергоэффективным летательным аппаратам плазменное управление может вскоре стать ключевой технологией нового поколения.