К традиционным беспилотникам и спутникам для военной разведки может присоединиться PHASA-35: новый самолет без экипажа, разработанный в Великобритании, который летает в стратосфере - части атмосферы, не обремененной другими самолетами или спутниками.
"Он долго держится на высоте и может далеко смотреть - это два действительно ключевых атрибута для платформы наблюдения", - отмечает Дрю Стил, советник по авиации компании BAE Systems, которая занимается разработкой системы после приобретения ее у первоначальных разработчиков из британской компании Prismatic.
PHASA-35 расшифровывается как "Persistent High Altitude Solar Aircraft". Число 35 - это размах его крыльев в метрах: это 115 футов, такая же ширина, как у самолета Boeing 737. При этом самолет из углеродного волокна весит всего 330 фунтов, что на одну трехтысячную меньше веса 737-го.
Дрон представляет собой высотный беспилотный летательный аппарат большой продолжительности полета (HALE), который днем работает на электрических двигателях, питающихся от солнечных батарей, а ночью - от литий-ионных аккумуляторов. Он предназначен для полетов на высоте около 65 000 футов в стратосфере - слое между атмосферой Земли и космосом. Для сравнения, пассажирский самолет летает не выше 42 000 футов. Поскольку воздух там в тысячу раз тоньше, чем ближе к Земле, крылья самолета должны быть очень длинными, чтобы поддерживать его в воздухе.
Стил говорит, что "солнечная энергия позволяет [PHASA-35] оставаться в воздухе до года, а на высоте 65 000 футов он находится над всеми транспортными потоками и большей частью погоды, поэтому он может смотреть вдаль".
Компания Prismatic, разработавшая его, построила два полноразмерных концептуальных самолета PHASA-35. Фил Варти, глава отдела развития бизнеса PHASA-35 в BAE Systems, рассказал PopSci на выставке DSEI в Лондоне в прошлом месяце, что команде потребовалось всего два года, чтобы пройти путь от проекта до первого полета в феврале 2020 года.
Первый полет состоялся на испытательном полигоне Woomera, над практически необитаемой сельской местностью Южной Австралии. Во время этого испытания он работал под полным автономным управлением, а аэродинамические, силовые и энергетические характеристики показали "именно те результаты, которые ожидались", сообщает BAE Systems.
Затем, в октябре 2020 года, самолет работал в течение 72 часов (на земле) в условиях, имитирующих низкие температуры и экстремальное давление в стратосфере. Эти испытания, проведенные на предприятии Prismatic вблизи Фарнборо, к западу от Лондона, также позволили команде отработать различные операции в полете, такие как переход от дневного режима работы и солнечной энергии к ночному и питанию от батарей.
Компания ожидает, что он будет введен в эксплуатацию в течение следующих четырех или пяти лет. "Даже если Covid сорвал некоторые из наших испытательных полетов, мы продолжали работать над программой разработки и проделали огромный объем работы по испытаниям", - говорит Дейв Корфилд, генеральный директор Prismatic. "Первый настоящий самолет для разработки в настоящее время собирается в Великобритании".
Хрупкий на вид самолет настолько легок, что его можно выкатить на взлетную полосу на двух комплектах колес, каждый из которых состоит из двух модифицированных велосипедных колес. Он имеет небольшую скорость движения вперед, всего 15-30 миль в час. Когда он поднимается в воздух, он отбрасывает колеса. Без колес, а значит, и без шасси, он становится легче и может лететь так медленно, что при необходимости может мягко приземлиться на брюхо.
"Он может быть немного поцарапан, и нам, возможно, придется заменить несколько деталей, но он точно не поврежден до неузнаваемости", - замечает Варти. Способность подниматься в воздух без использования дорогостоящих ракет, которые используются для вывода спутников на орбиту, и теоретически бесконечная многоразовость делают этот самолет значительно более экономически эффективным, чем спутник. PHASA-35 потенциально может заполнить пробел между авиационными и спутниковыми технологиями.
Однако он не предназначен для замены спутников, поскольку может нести только 33-фунтовую полезную нагрузку, например, камеру, в то время как спутники могут доставлять до 53 700 фунтов на низкую околоземную орбиту (99-621 миль над Землей) и 8 390 фунтов на геостационарную орбиту (22 236 миль). Но он может нести такие камеры, разработанные для военных, которые могут иметь разрешение 8 дюймов. Это означает, что PHASA-35 теоретически может увидеть (но не прочитать) книгу на столе со своего места в стратосфере! Этого более чем достаточно для наблюдения за перемещениями людей, транспортных средств, кораблей или самолетов, которые могут представлять интерес для военных. Но эта система также представляет интерес и для гражданских организаций, которым необходимо следить за такими явлениями, как утечка нефти или лесные пожары.
"Эксплуатация этого типа самолетов требует совершенно иного мышления", - говорит Стил. "Вы будете запускать его не тогда, когда он вам нужен, а тогда, когда вы можете. Запускайте его, когда есть подходящие условия, а затем минимизируйте потребление энергии, пока он находится в режиме ожидания, пока ему не дадут задание".
Он добавил, что "вам понадобится несколько таких самолетов, расположенных в разных зонах, потому что они летают не быстро, около 30 миль в час, поэтому одному из них может потребоваться несколько дней, чтобы добраться до места выполнения задания. Как только он туда доберется, он будет лететь по соответствующей траектории и даже может быть неподвижным". Он пояснил, что "если миссия заключается в наблюдении за небольшим участком, а ветер, например, 10 узлов [11,51 миль/ч], мы можем снизить скорость самолета до 10 узлов, и тогда он будет неподвижен".
Прототипы PHASA управляются по наземной связи, но в будущем планируется переход к управлению вне зоны прямой видимости, при котором "спутники будут использоваться как ретранслятор для связи с самолетом", - объясняет Корфилд. Он добавляет, что летные испытания в США, запланированные на этот год, не состоялись из-за плохой погоды. "У нас была команда в США на испытательном полигоне в пустыне летом, но так и не удалось добиться климатических условий для стратосферного полета", - говорит он. Два прототипа самолета были оставлены в США, и команда вернется туда в начале 2022 года, чтобы повторить попытку. Они надеются, что к тому времени ограничения Covid будут сняты, и они смогут вернуться в Австралию для дальнейших испытаний.
Существует несколько других самолетов HALE. Наиболее известным является Global Hawk компании Northrop Grumman. Этот американский беспилотник, используемый для наблюдения и сбора разведданных, имеет размах крыльев на два фута больше, чем PHASA, но его собственный вес составляет 14 950 фунтов, и он приводится в движение двигателем, которому требуется топливо.
Смотрите первый полет самолета ниже: