Polska firma pracuje nad uniwersalnymi dronami stratosferycznymi
Polski startup pracuje nad uniwersalnymi stratosferycznymi dronami. W kwietniu wykonał lot elektrycznym, bezzałogowym samolotem na wysokości ponad 24 km. Takie drony mają niedługo pozwalać na prowadzenie licznych badań naukowych, obrazowanie Ziemi, a nawet zastępowanie satelitów.
W niedzielę, 18 kwietnia, bezzałogowy samolot firmy Cloudless, o pięciometrowej rozpiętości skrzydeł, po godzinnym wznoszeniu pod specjalnym balonem rozpoczął autonomiczny lot na wysokości ponad 24 km. Po 2,5 godzinnej podróży precyzyjnie wylądował w założonym wcześniej miejscu.
Celem lotu było przebadanie w warunkach rzeczywistych prototypu najnowszego, relatywnie dużego samolotu o wysokim udźwigu, który będzie mógł zabierać na pokład aparaturę badawczą – mówi PAP inż. Piotr Franczak, który jest także pilotem.
To już kolejny stratosferyczny lot drona przeprowadzony przez dwójkę inżynierów Piotra Franczaka i Krzysztofa Bujwida. Wcześniej udało im się wprowadzić mniejszy, bezzałogowy samolot na wysokość 27 km.
Taki pułap stanowi szczególne wyzwanie ze względu na wyjątkowo rozrzedzone powietrze, w którym samolot musi się utrzymać. Twórcy Cloudless wyjaśniają, że na tej wysokości panują nieco podobne warunki, jak na Marsie. To jednak nie rekordy wysokości są tym, na czym nam zależy. Chcemy latać powyżej zjawisk pogodowych, ponieważ to gwarantuje 100 proc. dostęp do promieni słonecznych niezależnie od pogody, a docelowo nasze drony mają być zasilane słonecznie – wyjaśnia inż. Franczak.
Stratosferyczne bezzałogowce będą mogły bowiem prowadzić rozmaite badania naukowe z różnych dziedzin – np. meteorologii, ochrony środowiska, czy inżynierii kosmicznej. Wystarczy tylko podpiąć do samolotu odpowiednią aparaturę, aby zmierzyć np. stężenie ozonu czy pyłów.
Pierwsze badania mogą rozpocząć się już niedługo. Nawiązaliśmy już współpracę z Instytutem Technologiczno-Przyrodniczym. Wspólnie analizujemy dziedziny, w których można wykorzystać naszego drona – opowiada współzałożyciel Cloudless.
Inny temat to teledetekcja, czyli obrazowanie Ziemi. Docelowo chcielibyśmy prowadzić obserwacje Ziemi z pomocą kamer, czy nawet tworzyć mapy o większej dokładności niż tworzone z pomocą technik satelitarnych. Na przykład podczas jednego lotu można byłoby stworzyć precyzyjną mapę całego miasta i to całkowicie polskim sprzętem – wyjaśnia specjalista.
Twórcy Cloudless mają jednak jeszcze ambitniejszy cel - chcą stworzyć stratosferyczne drony, które staną się pseudosatelitami. Solarne samoloty teoretycznie może bowiem unosić się w przestworzach nawet rok bez lądowania. Będą pełniły podobne funkcje, jak orbitalne satelity, tylko poruszając się wielokrotnie bliżej Ziemi. W wielu dziedzinach da im to przewagę - np. będą mogły fotografować powierzchnię z bliższej odległości.
Stratosferyczne drony są przy tym nieporównanie tańsze od satelitów. To jest największy cel tego projektu. Mamy już przeprowadzone odpowiednie obliczenia i według analiz takie pseudosatelity będą mogły działać. Będą mogły latać całą dobę - w ciągu dnia panele słoneczne będą dawały energie do lotu, jak i do ładowania akumulatorów wykorzystywanych nocą – wyjaśnia inż. Franczak.
Nad podobnymi konstrukcjami pracuje już m.in. Airbus i BAE systems. Chcemy pokazać, że w Polsce też można to zrobić – dodaje. Cloudless zapewnia, że do rozpoczęcia wielu badań naukowych, np. z zakresu meteorologii czy badań kosmicznych, firma jest gotowa już dzisiaj. Rozpoczęcie działań z zakresu teledetekcji, czyli zdalnej obserwacji Ziemi, ma być możliwe za rok.
Na budowę unoszących się miesiącami pseudosatelitów potrzeba nieco więcej czasu. Zajmie to więcej niż rok lub dwa. Wiele zależy też od inwestorów, których właśnie poszukujemy – mówi inż. Franczak.
Komentarze (7)
dexx, 5 maja 2021, 13:32
Ciekawy kierunek, ale główne pytanie co ten dron na tej wysokości robił. Jeśli spadał jak kamień przez 10km aż do momentu gdzie gęstość atmosfery pozwoliła mu szybować, to takie próby były wykonywane przez amatorów już wielokrotnie ( może również w polsce
). Tu przykład z przed 8 lat modelarza ze Szwecji:
Były to czasy gdzie nie było jeszcze tanich kontrolerów wykonujących autonomiczne loty.
Obecnie poza uzyskaniem zgody na lot na taka wysokość, zgody na wykorzystanie nie do końca legalnego w Polsce pasma 1.2GHz na przesył wizji i wykorzystanie pasma 433MHz do sterowania modelem lub / i zbierania telemetrii ( sądząc po antenach to to samo pasmo które wkorzystała firma Cloudless ) wielu modelarzy w Polsce było by w stanie przeprowadzić taki test. Do autonomicznego lotu i precyzyjnego lądowania potrzebne jest elektronika za mniej niż 1000zł.
Niemniej bardzo cieszy że takie próby są w naszym kraju wykonywane, bo potencjał w lotach bezzałogowych i budowie oprzyrządowania do nich mieliśmy i wydaje mi się że nadal mamy bardzo duży. Sporo elektroniki na potrzeby tego hobby zostało zaprojektowanej przez i przy wsparciu naszych rodzimych konstruktorów.
cyjanobakteria, 5 maja 2021, 15:22
Ha, dzięki za przypomnienie tego filmu! Pamiętam intro tego autora. Stare, dobre czasy jak się bawiłem więcej w RC
tempik, 5 maja 2021, 17:59
Jeśli wynieśli go balonem, to mogli zaprojektować śmigła tak żeby właśnie sobie radził przy ciśnieniu na 20km. Ale tak myślę że przecież na 20 km grawitacja jest niemal identyczna jak na powierzchni więc taki dron powisi sobie tak samo długo jak te dużo niżej, więc krótko
cyjanobakteria, 5 maja 2021, 19:43
Śmigła nie są problemem. Mogą zaprojektować skok i profil łopat tak, aby samolot radził sobie na pułapie docelowym, a obroty nie muszą być wysokie. Samolot jest wynoszony w końcu przez balon. Wszystkie tego typu konstrukcje będą miały profile skrzydeł i w konstrukcję zbliżoną do szybowców, tak jak widać na zdjęciu, oraz panele słoneczne. Lockheed U-2 ma pułap operacyjny na poziomie 21 300 metrów, więc to nie jest niemożliwe. Wydaje mi się, że tego typu konstrukcja może latać z niewielką prędkością, więc przy niewielkich oporach, prawie w nieskończoność, zakładając, że odzyska energię z paneli w ciągu dnia, a pogoda na tym pułapie nie jest problemem.
Słysze o tego typu pomysłach od jakiegoś czasu. Wydaje się, że to jest przyszłość, bo z jednej strony satelity robią się coraz mniejsze (cubesat i jeszcze mniejsze satelity jak picosats i femtosats), a z drugiej strony drony mają wystarczający udźwig, a elektronika i optyka jest kompaktowa. Optyka nie musi być tak zaawansowana jak na satelitach, bo kamera jest 10x bliżej powierzchni.
Grawitacja jest nawet na ISS prawie taka sama jak na Ziemi
tempik, 6 maja 2021, 14:18
Mały opór to zarazem mała siła nośna. Żeby ją zwiększyć to trzeba np powiększyć skrzydła zwiększając opór
cyjanobakteria, 6 maja 2021, 17:15
Zależy od profilu skrzydła oraz wymiarów. Generalnie im skrzydło dłuższe i krótsza cięciwa tym mniejszy stawia opór, a do tego można dodać końcówki, które ograniczają powstawanie turbulencji na końcach skrzydeł. Zwróć uwagę na szybowce. Na szybko znalazłem jeden z lepszych szybowców ASH-30mi, który ma współczynnik 60 (glide ratio > 60:1), a udźwig pewnie 200-250 kg, bo jest dwuosobowy. Współczynnik 60 oznacza, że zrobi 60 km w poziomie na każdy 1 km utraconego pułapu. W ogóle rekord lotu szybowcowego to 3000 km wzdłuż Andów (silne prądy wznoszące).
Hipotetycznie, jeżeli dron traciłby 1 Ah dziennie z akumulatora o pojemności 60 Ah, bo miałby na przykład niewystarczającą ilość ogniw FV albo zbyt duży payload, to misja może trwać 2 miesiące. Wydaje mi się, że można obecnie zbudować tego typu płatowiec, który w ten sposób może latać praktycznie w nieskończoność albo niewiele do tego brakuje.
Szybowiec na 16 km ze szczelną kabiną pod ciśnieniem
cyjanobakteria, 7 maja 2021, 22:32
Przypomniało mi się, że rcflighttest zrobił kilka projektów w przeszłości. Do znalezienia na YT (solar powered plane fpv).
Tutaj film na innym kanale tego typu UAV. Wygląda na profesjonalny projekt małego teamu. Wytrzymał ponad 80h w powietrzu, ale to na niskim pułapie, pod chmurami i na końcu popsuła się pogoda (wiatr). Ale wygląda, że i tak mieli zamiar wylądować. Na trzeci dzień, po 75h w powietrzu, w południe baterie były w pełni naładowane, więc pojazd jest w stanie naładować baterie zanim zapadnie zmrok.