Атмосферный спутник "Сова" / Фото: cdn2.img.ria.ru

В России прошли испытания первого отечественного атмосферного спутника «Сова», который совершил беспосадочный полет в течение двух суток. Это беспилотный летательный аппарат, оснащенный солнечными панелями и аккумуляторными батареями, предназначенный для «сверхдлительных полетов на всех широтах России», как заявил заместитель генерального директора Фонда перспективных исследований Игорь Денисов.

Продолжительность экспериментального полёта составила 50 часов на высоте до 9 километров. «Длительность полёта при этом была ограничена не возможностями модели, а исключительно решением руководителя испытаний о достаточности цикла для подтверждения заявленных характеристик», - рассказал И. Денисов.

Начало лётных испытаний второго прототипа аппарата «Сова» запланировано на сентябрь 2016 года.

Обычные космические спутники хорошо справляются со своими стандартными задачами и технологии их изготовления и запуска детально отработаны. Единственный их недостаток - огромная дороговизна. Американская компания Titan Aerospace два года назад предложила альтернативный низкобюджетный проект.

Инженеры Titan Aerospace предложили запускать в верхние слои атмосферы беспилотники, работающие на энергии Солнца. В августе 2013 года на международной выставке беспилотных летательных аппаратов в Вашингтоне (США), компания Titan Aerospace представила два высотных беспилотных аппарата Solara 50 и Solara 60, которые она назвала «атмосферными спутниками» (atmospheric satellites). Каждый из них сможет подниматься на высоту около 20 км и оставаться там в течение пяти лет.

Беспилотники Solara имеют один электродвигатель с воздушным винтом большого диаметра, который питается от солнечных батарей, размещенных на поверхности крыльев. Солнечные батареи подзаряжают литий-ионные аккумуляторы для работы электромотора ночью.

Беспилотник Solara / Фото: hsto.org

Запускается аппарат с катапульты и несет полезную нагрузку до 100 кг.

Высота полета выбрана не случайно, а в силу особенностей этого слоя атмосферы. На такой высоте (от 18 до 24 километров) практически нет облаков, а скорость ветра не превышает девять километров в час. В то же время здесь вполне достаточно воздуха, чтобы можно было удерживать аппарат на заданной высоте с помощью пропеллера.

Атмосферные спутники, летающие в стратосфере (так называется этот уровень земной атмосферы), могут вести фотосъемку местности и обеспечивать услугами связи территорию радиусом до тридцати километров. Мультиспектральная съемка поверхности Земли обойдется всего в пять долларов за квадратный километр, что в семь раз ниже цены спутниковых фото.

Впервые атмосферный спутник создала и запустила компания AstroFlight в 1974 году. Аналогичный беспилотник на солнечных батареях, созданный компанией AeroVironment, в 1980 году пересек Ла-Манш, а в 2001 году, поднявшись на высоту 29 километров, пробыл там 40 минут.

Ни одна из вышеперечисленных компаний не смогла добиться коммерческого эффекта от своих аппаратов. Причина была в низкой эффективности солнечных батарей, ограниченной емкости и малой долговечности аккумуляторов, а также ненадежности конструкции самих аппаратов.

И только пару лет назад стало возможным создать надежные и коммерчески выгодные атмосферные беспилотники.

Аппаратами компании Titan Aerospace сразу же заинтересовалась корпорация Google, и, недолго думая, просто купила ее. Ранее о покупке Titan Aerospace задумывался другой интернет-гигант — Facebook, однако в итоге приобрел другого производителя дронов - британскую фирму Ascenta. Оба интернет-гиганта заявляют, что атмосферные спутники им необходимы для обеспечения интернет-услугами населения развивающихся стран.

«Атмосферные спутники могут дать миллионам людей доступ к интернету и помочь решить другие проблемы, в том числе в случае стихийных бедствий и причинения ущерба окружающей среде, например, обезлесения», — говорится в пресс-релизе Titan Aerospace.

Экспериментальные беспилотники на солнечных батареях с 1983 года запускала NASA.

Cпутник NASA Pathfinder / Фото: ic.pics.livejournal.com

Справочная информация:

NASA Pathfinder — экспериментальный беспилотный летательный аппарат. Создан компанией AeroVironment на основе конструкции БПЛА «HALSOL» («High Altitude Solar»).

Helios был одним из опытных аппаратов, чьё строительство было спонсировано NASA. Ему принадлежит установленный в 2001 году и пока непревзойденный рекорд по высоте подъёма среди крылатых летательных аппаратов без реактивных двигателей — 29,5 км. Солнечные батареи размещены по всей длине 75-метровых крыльев. Аппарат также был способен продержаться ночь на накопленной предыдущим днём энергии.

Чисто военный атмосферный спутник Zephyr-7 создала британская оборонная компания QinetiQ при финансовой поддержке Министерства обороны Великобритании. Zephyr-7 продержался в воздухе 11 суток, причем в зимних условиях, этот рекорд пока никем не побит. Рекордный полет был выполнен, когда компания QinetiQ была куплена авиагигантом «Эйрбас».

Во время этого полета впервые была использована спутниковая связь для управления воздушным судном. Представитель «Эйрбаса» Йенс Федерхен сказал, что это подтвердило возможность управления полетами летательных аппаратов по всему миру с наземного центра управления.

Что касается российского БПЛА «Сова», то он дает возможность создать сеть ретрансляторов видео- и радиосигналов по всей территории России, включая даже районы, где невозможно использовать авиацию из финансовых и климатических соображений. «Сова» изготовлена из композитов с применением углеродных волокон, которые отличаются высокой прочностью, легкостью и надежностью.

В любой момент аппарат может быть возвращен на землю для ремонта. Связь с «Совой» осуществляется по спутниковым и защищенным радиоканалам. Полет спутника проходит автоматически, то есть это роботизированный комплекс, однако оператор всегда имеет возможность откорректировать полет.

МОСКВА, "Суть Событий"
21

В России завершаются испытания беспилотного атмосферного спутника.

Минобороны примет на вооружение беспилотные высотные летательные аппараты (БЛА) типа «Сова». Ожидается, что гигантские планеры заменят дорогостоящие низкоорбитальные спутники наблюдения и связи. Подпитываясь солнечной энергией и используя воздушные потоки, они будут вести постоянное патрулирование отдаленных районов Мирового океана и Арктики. Их задача — ведение разведки, а также передача сигналов управления и связь с кораблями и военными объектами, находящимися за Полярным кругом.

В фирме «Тайбер» , которая разработала и изготовила уникальный БЛА, «Известиям» рассказали, что испытания новой техники шли последние полгода и завершатся в этом месяце. По их итогам в конструкцию «Совы» будут внесены изменения, после чего будет принято решение о постановке аппарата на вооружение.
Высотный ретранслятор «Сова» может находиться в воздухе круглогодично. Конструкция беспилотника создана из материалов на основе углеродных волокон, которые имеют высокую прочность, малый вес и рассчитаны на длительную непрерывную эксплуатацию.

Ретранслятор имеет размах крыла 28 м и может подниматься на высоту до 20 тыс. м . Благодаря солнечным батареям, установленным в плоскости крыла, аппарат может находиться в воздухе неограниченное время . Связь с ним осуществляется по нескольким резервированным каналам — спутниковым и нескольким защищенным радиоканалам.
Весь полет проходит в автоматическом режиме, но может корректироваться оператором . Поэтому в любой момент аппарат можно посадить и починить, заменив вышедшую из строя полезную нагрузку.
Эксперт в области беспилотной летательной техники, редактор отраслевого журнала UAV.ru Денис Федутинов рассказал «Известиям», что «Сова» — первый аппарат подобного класса в России . До его появления основное внимание специалистов было сосредоточенно вокруг проекта компании Facebook — Aquila. Это изделие способно выполнять полет на высоте более 18 тыс. м, что практически позволяет ему находиться выше всех возможных атмосферных явлений.
Аппарат летает выше облаков и погодных явлений , так что окружающая среда и ветер стабильны или, по крайней мере, предсказуемы. На такой высоте в поле зрения беспилотника попадает сразу около 45 тыс. кв. км земной поверхности. Поэтому базовая станция сотовой связи, установленная на Aquila, может заменить 100 таких объектов на поверхности Земли .
— Атмосферные спутники — недорогое решение глобальных задач, — рассказал Федутинов. — Особенно там, где создание наземных базовых станций связи дорого и сложно в обслуживании. В последнее время у России появилась необходимость обеспечивать постоянную радиосвязь с кораблями в мировом океане и военными базами на Арктических островах . Необходимо контролировать Северный морской путь . «Сова» с ее возможностями полностью решит стоящие перед военными задачи.
Высотные БЛА, которые могут летать длительное время на солнечной энергии, часто называют атмосферными спутниками. Схож у них и функционал — беспилотные аппараты обеспечивают видеонаблюдение и связь над заданным районом.
Наиболее известный зарубежный военный аналог «Совы» — семейство высотных БЛА Zephyr . Их создала британская компания QinetiQ (сейчас разработка перешла компании Airbus Defence and Space ). Эти аппараты активно закупаются Минобороны Великобритании. В гражданском секторе активно внедряется семейство высотных ретрансляторов Solara компании Titan Aerospace.

В России испытан гибрид самолета и спутника

Прототип российского атмосферного спутника успешно завершил летные испытания. Цель создания аппарата - отработка и подтверждение технического облика беспилотного летательного аппарата нового поколения и новой аэродинамической схемы.

Фактически создан принципиально новый для нашей страны вид дрона. Это еще не спутник, поскольку он летает не в космосе, а в атмосфере. Но уже не самолет, потому что способен месяцами парить на высоте свыше 20 километров, не доступной никакому летательному аппарату.

Успешная реализация проекта сулит открытие поистине фантастических горизонтов. Удовлетворение растущих телекоммуникационных запросов в самых удаленных районах, о чем мечтает основатель Facebook Марк Цукерберг - лишь часть того, что можно будет решать с помощью "Совы".

Это визуальная разведка пограничных территорий и морских районов. Это мониторинг зон патрулирования военной техники и кораблей потенциального противника. Это многопозиционная радиолокационная разведка воздушного пространства, постановка радиопомех, оперативное развертывание тактических систем связи над заданным районом. И многое другое. Атмосферные спутники поднимут на качественно новый уровень решение актуальных задач в интересах обеспечения обороны и безопасности государства. Проект реализуется Фондом перспективных исследований и научным коллективом компании "Тайбер" в рамках проекта "Разработка и испытание летающей лаборатории беспилотного высотного комплекса сверхдлительного функционирования, шифр "Сова".

Идея повесить высоко над землей стаи беспилотных летательных аппаратов давно будоражит умы не только военных. Так, Марк Цукерберг публично объявил о начале работ над новым грандиозным проектом.

Гигантские беспилотники Aquila, в переводе с латыни - орел, станут основой беспроводного воздушно-космического интернета. Группировка спутников и беспилотных "орлов" сформирует основу "лазерной коммуникационной системы" Facebook. Она, по мысли ее создателей, позволит обеспечить доступ к беспроводному сверхскоростному интернету в любой, самой безлюдной точке нашей планеты.

Беспилотники Aquila должны быть оснащены огромными солнечными батареями, летать на высоте 18-27 км в течение трех месяцев. Размах крыла "орлов" составит 42 м.

Пока это мечта, в которую, впрочем, уже вкладываются сотни миллионов долларов.

А вот молодые российские специалисты, средний возраст которых около 30 лет, уже построили и испытали беспилотный летательный аппарат, длительность полета которого в перспективе практически не ограничена. При этом все решения, реализованные в "Сове", революционны.

Первый прототип атмосферного спутника имел размах крыла 9 метров и предельно легкую конструкцию - всего 12 кг. Главное было - подтвердить работоспособность принятых технических решений. И это сделать удалось. Продолжительность экспериментального полета составила 50 часов на высоте до 9000 м. Стоит отметить, что длительность полета при этом была ограничена не возможностями модели, а исключительно решением руководителя испытаний о достаточности цикла для подтверждения заявленных характеристик.

Новая аэродинамическая схема летательного аппарата позволила многократно повысить прочность весьма ажурной конструкции.

Огромный размах крыла, как уверяют создатели атмосферного спутника, "обеспечил беспрецедентно высокие аэродинамические характеристики". Это и позволит беспилотнику парить в небе столько, сколько потребуется для решения той или иной задачи.

Управление осуществляется при помощи трех автопилотов. Один из них командный. Он получает данные о положении в пространстве и передает команды для сервоприводов. При их помощи меняются углы атаки отдельных частей крыла, чем и обеспечивается управление полетом. Подобная технология позволяет настраивать как крен, так и прогиб крыла, и повышает устойчивость беспилотника в условиях турбулентности.

Отказ от жесткого крыла, переход к так называемому гибкому, причем управляемому по всей его длине, позволил сэкономить в весе около тридцати процентов. По словам руководителя проекта Юрия Тыцыка, в алгоритмах управления геометрией крыла атмосферного спутника применен ряд решений, на сегодняшний день не имеющих мировых аналогов.

Модель атмосферного спутника "Сова"

Минобороны примет на вооружение беспилотные высотные летательные аппараты (БЛА) типа «Сова». Ожидается, что гигантские планеры заменят дорогостоящие низкоорбитальные спутники наблюдения и связи. Подпитываясь солнечной энергией и используя воздушные потоки, они будут вести постоянное патрулирование отдаленных районов Мирового океана и Арктики. Их задача - ведение разведки, а также передача сигналов управления и связь с кораблями и военными объектами, находящимися за Полярным кругом.
В фирме «Тайбер», которая разработала и изготовила уникальный БЛА, «Известиям» рассказали, что испытания новой техники шли последние полгода и завершатся в этом месяце. По их итогам в конструкцию «Совы» будут внесены изменения, после чего будет принято решение о постановке аппарата на вооружение.
Высотный ретранслятор «Сова» может находиться в воздухе круглогодично. Конструкция беспилотника создана из материалов на основе углеродных волокон, которые имеют высокую прочность, малый вес и рассчитаны на длительную непрерывную эксплуатацию.
Ретранслятор имеет размах крыла 28 м и может подниматься на высоту до 20 тыс. м. Благодаря солнечным батареям, установленным в плоскости крыла, аппарат может находиться в воздухе неограниченное время. Связь с ним осуществляется по нескольким резервированным каналам - спутниковым и нескольким защищенным радиоканалам.
Весь полет проходит в автоматическом режиме, но может корректироваться оператором. Поэтому в любой момент аппарат можно посадить и починить, заменив вышедшую из строя полезную нагрузку.
Эксперт в области беспилотной летательной техники, редактор отраслевого журнала UAV.ru Денис Федутинов рассказал «Известиям», что «Сова» - первый аппарат подобного класса в России. До его появления основное внимание специалистов было сосредоточенно вокруг проекта компании Facebook - Aquila. Это изделие способно выполнять полет на высоте более 18 тыс. м, что практически позволяет ему находиться выше всех возможных атмосферных явлений.
Аппарат летает выше облаков и погодных явлений, так что окружающая среда и ветер стабильны или, по крайней мере, предсказуемы. На такой высоте в поле зрения беспилотника попадает сразу около 45 тыс. кв. км земной поверхности. Поэтому базовая станция сотовой связи, установленная на Aquila, может заменить 100 таких объектов на поверхности Земли.
- Атмосферные спутники - недорогое решение глобальных задач, - рассказал Федутинов Федутинов. - Особенно там, где создание наземных базовых станций связи дорого и сложно в обслуживании. В последнее время у России появилась необходимость обеспечивать постоянную радиосвязь с кораблями в мировом океане и военными базами на Арктических островах. Необходимо контролировать Северный морской путь. «Сова» с ее возможностями полностью решит стоящие перед военными задачи.
Высотные БЛА, которые могут летать длительное время на солнечной энергии, часто называют атмосферными спутниками. Схож у них и функционал - беспилотные аппараты обеспечивают видеонаблюдение и связь над заданным районом.
Наиболее известный зарубежный военный аналог «Совы» - семейство высотных БЛА Zephyr. Их создала британская компания QinetiQ (сейчас разработка перешла компании Airbus Defence and Space). Эти аппараты активно закупаются Минобороны Великобритании. В гражданском секторе активно внедряется семейство высотных ретрансляторов Solara компании Titan Aerospace.

В настоящее время ряд стран занимаются разработкой беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), способных выполнять широкий круг задач, в частности непрерывно обеспечивать связь и вести разведку в течение длительного срока. Предполагается, что в будущем они заменят дорогостоящие низкоорбитальные спутники связи и наблюдения. Тем не менее, существующие прототипы таких аппаратов могут находиться в воздухе не более 14 суток, чего недостаточно для работы в отдаленных районах. Кроме того, эти БПЛА должны поддерживать большую высоту полета, чтобы избежать столкновения с гражданской авиацией.

Новый многофюзеляжный атмосферный спутник «Сова» рассчитан на полеты на высотах более 13 000 метров. Аппарат изготовлен из прочного и легкого углепластика и имеет размах крыла 28 метров. Крыло беспилотника оснащено солнечными панелями - благодаря им и рекордному удлинению крыла атмосферный спутник может находиться в воздухе неограниченно долгое время. Сообщается, что небольшой массы «Совы» удалось добиться с помощью установки на фюзеляжи трех синхронизированных автопилотов. Это также позволило отойти от высокой жесткости крыла с сохранением устойчивости к атмосферным возмущениям.

«Сова» может выполнять полеты в полностью автоматическом режиме, однако допускает дистанционное вмешательство оператора: связь с аппаратом осуществляется по нескольким защищенным радио- и спутниковым каналам. Высота полета беспилотника (20 000 метров) позволяет ему оставаться выше атмосферных явлений. Предполагается, что он сможет обеспечить стабильную радиосвязь с военными базами на арктических островах и кораблями, а также вести постоянное патрулирование Арктики и труднодоступных районов Мирового океана. Испытания «Совы» продолжаются в течение полугода, завершить их планируется к апрелю. Другие подробности проекта не уточняются.

О начале испытаний нового российского атмосферного спутника стало известно летом 2016 года. В рамках испытательного полета, который проходил 14–17 июля возле Орла, прототип аппарата провел в воздухе 50 часов на высоте до 9 000 метров, после чего совершил принудительную посадку. Масса прототипа составила 11,8 килограмма, размах крыла - девять метров, мощность солнечных панелей - более 270 ватт. В планах компании было дополнительно оснастить беспилотник водородными топливными элементами, которые позволят ему продолжать работу в условиях низкой солнечной радиации. После завершения новых испытаний Минобороны РФ примет решение о постановке «Совы» на вооружение.

Ближайшим действующим аналогом российского атмосферного спутника является семейство британских БПЛА Zephyr, которые разрабатываются Airbus Defence and Space. При взлетном весе 32 килограмма и способности подниматься на высоту до 21 000 метров максимальная длительность их полета оценивается в 336 часов. Аппараты Zephyr активно закупаются оборонным ведомством Соединенного Королевства.

Видеозапись испытательного полета прототипа / ©«Тайбер»