Công ty khởi nghiệp công nghệ của Mỹ Skydweller Aero đã hợp tác với Thales, một công ty điện tử Pháp chuyên về hệ thống phòng thủ, để phát triển một máy bay không người lái giám sát hàng hải. Máy bay không người lái Skydweller vận hành hoàn toàn bằng năng lượng mặt trời và đặt mục tiêu có khả năng bay liên tục. Chuyến bay đầu tiên kéo dài 90 ngày, nhưng về lâu dài, nó có tiềm năng bay lâu hơn nữa.
Máy bay không người lái sử dụng năng lượng mặt trời
Năng lượng mặt trời cung cấp năng lượng cho Skydweller được thu thập từ hơn 17.000 tấm pin mặt trời riêng lẻ, trải rộng trên diện tích bề mặt cánh khoảng 270 m2 trên sải cánh dài 72 m, dài hơn 7,6 m so với một chiếc Boeing 747. Trong điều kiện lý tưởng, các tấm pin mặt trời có thể tạo ra công suất lên tới 100 kilowatt cho máy bay.
Vào ban ngày, năng lượng mặt trời được sử dụng để duy trì chuyến bay, cung cấp năng lượng cho hệ thống điện tử hàng không và sạc pin. Skydweller sở hữu pin nặng hơn 635 kg, được sử dụng để cung cấp năng lượng cho máy bay suốt đêm. Điều này cho phép Skydweller duy trì chuyến bay gần như liên tục.
Skydweller thường bay ở độ cao từ 7.500 đến 10.500 m, nhưng có thể bay cao tới 13.600m vào ban ngày, trước khi hạ độ cao xuống 1.500 đến 3.000m vào ban đêm, vì điều này giúp giảm thiểu mức tiêu thụ điện năng.
Mặc dù có sải cánh tương tự như máy bay thương mại tầm xa, Skydweller nhẹ hơn máy bay phản lực khổng lồ 160 lần — 2,5 tấn ở sức chứa tối đa so với 400 tấn của máy bay 747 khi chở đầy tải trọng.
Máy bay chạy bằng năng lượng mặt trời không phải là loại máy bay hoàn toàn mới, nhưng một số thiết kế đã gặp phải các vấn đề về cấu trúc, bao gồm cả sự cố thảm khốc giữa chuyến bay khi đang bay lên hoặc hạ xuống ở độ cao trung bình (khoảng 2.000-10.000 m).
Skydweller được thiết kế đặc biệt để hoạt động ở dải độ cao này, sử dụng phần mềm giảm tải gió giật tự động trong hệ thống điều khiển bay để giảm tải trọng khí động học do nhiễu động gây ra. Máy bay cũng được chế tạo từ sợi carbon và có thể mang tải trọng lên đến 362 kg.
Luôn có hệ thống dự phòng để duy trì chuyến bay
Việc vận hành máy bay liên tục và đáng tin cậy trong tối đa 90 ngày đòi hỏi hệ thống điều khiển bay dự phòng bốn lần và hệ thống quản lý phương tiện (VMS). Nếu một trong hai hệ thống trên máy bay gặp sự cố, một hệ thống dự phòng có thể đảm nhiệm việc duy trì chuyến bay.
Theo thông tin được công bố bởi đại diện công ty, các thuật toán tự phục hồi trong VMS cho phép bất kỳ chuỗi lỗi nào (được mã hóa trong thuật toán) tự động tắt, sửa chữa và phục hồi trong khi bay, do đó cho phép máy bay trở lại trạng thái dự phòng gấp bốn lần. Điều này cho phép máy bay duy trì chuyến bay một cách nhất quán.
Mặc dù pin trên máy bay có thể duy trì hoạt động bay ban đêm, nhưng dung lượng của chúng sẽ giảm dần theo thời gian, điều này có thể hạn chế thời gian bay tuần tra tối đa của máy bay.
Việc Skydweller phụ thuộc vào năng lượng mặt trời để duy trì hoạt động bay đồng nghĩa với việc các chuyến bay tuần tra cũng phải tránh những khu vực có ít ánh sáng mặt trời, chẳng hạn như vùng cực vào mùa đông.
Skydweller Aero gần đây đã hợp tác với Thales để trang bị cho Skydweller một hệ thống giám sát radar được thiết kế cho các hoạt động tuần tra hàng hải. Các chuyến bay thử nghiệm tiếp theo đang được lên kế hoạch, với mục tiêu kéo dài thời gian bay tối đa. Mặc dù vậy, đây vẫn là một bước tiến lớn trong lĩnh vực bay năng lượng mặt trời, đặc biệt là cho mục đích giám sát dài hạn.
