Ten dron latał prawie 2 godziny na jednej baterii. Nowa technologia może mocno zmienić rynek

Australijski dron Pegasus zakończył serię testów lotem trwającym niemal dwie godziny. Maszyna pokonała ponad 75 kilometrów, korzystając z tylko jednego pakietu baterii litowo-siarkowej Li-S Energy. Twórcy projektu zapowiadają, że docelowo platforma ma osiągać nawet 5–8 godzin lotu i około 250 kilometrów zasięgu.

Czas lotu wciąż pozostaje jednym z największych ograniczeń współczesnych dronów. Dotyczy to zwłaszcza maszyn przeznaczonych do mapowania, obserwacji, rolnictwa czy kontroli infrastruktury, gdzie każda dodatkowa minuta w powietrzu pozwala zwiększyć obszar wykonywanej misji bez konieczności lądowania i wymiany akumulatora.

Australijskie firmy Li-S Energy, V-TOL Aerospace oraz Halocell Energy poinformowały o zakończeniu kolejnego etapu programu Pegasus. Pięciometrowy bezzałogowiec przeszedł serię prób w stanie Queensland, a najważniejsza z nich zakończyła się lotem trwającym niemal 2 godziny przy wykorzystaniu zaledwie jednego zestawu baterii.

Dron przeleciał ponad 75 kilometrów na jednym pakiecie

Podczas najdłuższego testu Pegasus utrzymywał się w powietrzu przez niemal dwie godziny i wykonał lot o długości ponad 75 kilometrów. Według Li-S Energy maszyna zachowywała się zgodnie z założeniami projektowymi, a po zakończeniu próby wylądowała bezpiecznie z niewykorzystaną jeszcze częścią energii w akumulatorze.

Pegasus jest dwusilnikowym dronem o rozpiętości skrzydeł wynoszącej około 5 metrów. Konstrukcja od początku była rozwijana jako platforma przeznaczona do długotrwałych lotów, podczas których maszyna może wykonywać zadania obserwacyjne lub pomiarowe nad dużym obszarem.

Projekt powstał dzięki współpracy trzech australijskich firm. V-TOL Aerospace opracował płatowiec oraz układ napędowy, Li-S Energy odpowiadało za baterię litowo-siarkową i system zarządzania energią, natomiast Halocell Energy przygotowało lekkie moduły fotowoltaiczne wykorzystujące technologię perowskitową.

Bateria litowo-siarkowa ma dawać dużą przewagę

Najważniejszym elementem całego projektu jest zastosowany system magazynowania energii. Li-S Energy dostarczyło do Pegasusa pakiet oparty na ogniwach litowo-siarkowych, który miał zapewnić konstrukcji wyraźnie lepszy stosunek masy do dostępnej energii niż klasyczne rozwiązania stosowane obecnie w wielu profesjonalnych dronach.

Według danych podanych przez producenta, przy tej samej masie ogniw zastosowana technologia miała zapewnić około 80 proc. większy zasięg i czas lotu niż porównywalny wysokiej klasy akumulator litowo-polimerowy przeznaczony do bezzałogowych statków powietrznych.

To porównanie pochodzi bezpośrednio od Li-S Energy i dotyczy warunków określonych przez firmę, dlatego nie oznacza automatycznie takiej samej przewagi wobec każdego dostępnego na rynku akumulatora. Wynik pokazuje jednak, dlaczego technologie litowo-siarkowe są uważnie obserwowane przez branżę lotniczą i producentów bezzałogowców.

W dronach każdy kilogram ma ogromne znaczenie

W przypadku statków powietrznych sama pojemność baterii nie mówi wszystkiego. Im większy i cięższy akumulator, tym więcej energii potrzeba do utrzymania maszyny w powietrzu, dlatego inżynierowie starają się zwiększać ilość magazynowanej energii bez proporcjonalnego zwiększania masy całego systemu.

Właśnie tutaj potencjalną przewagę mogą mieć ogniwa litowo-siarkowe. Wyższa gęstość energii może oznaczać możliwość zabrania większej ilości energii przy podobnej masie albo zmniejszenia masy baterii bez skracania czasu pracy urządzenia.

W dronach przeznaczonych do długich misji taka różnica może bezpośrednio przekładać się na dodatkowe dziesiątki kilometrów zasięgu albo znacznie dłuższy czas przebywania nad monitorowanym terenem.

Jeden pakiet wystarczył na prawie dwie godziny. Dron pomieści dwa

Szczególnie interesujące jest to, że opisywany lot został wykonany z wykorzystaniem tylko jednego pakietu baterii Li-S Energy. Konstrukcja Pegasusa została natomiast zaprojektowana tak, aby mogła pomieścić dwa takie zestawy.

Twórcy platformy przewidują, że po zastosowaniu dwóch akumulatorów oraz nowszej generacji modułów słonecznych możliwe będzie wykonywanie lotów trwających od 5 do 8 godzin. Szacowany docelowy zasięg konstrukcji ma wynosić około 250 kilometrów.

Na tym etapie należy jednak wyraźnie oddzielić wyniki rzeczywistych testów od założeń dotyczących przyszłej konfiguracji. Niemal dwugodzinny lot został potwierdzony w praktyce, natomiast wartości 5–8 godzin pozostają obecnie prognozą konstruktorów dla rozwiniętej wersji systemu.

Pegasus ma osiągnąć nawet 250 km zasięgu

Jeżeli dalsze próby potwierdzą założenia producentów, Pegasus może osiągnąć około 250 kilometrów zasięgu podczas jednej misji. Taki wynik otworzyłby drogę do zastosowań, w których popularne drony wielowirnikowe są ograniczane przez stosunkowo krótki czas pracy na baterii.

Jednym z najbardziej oczywistych zastosowań jest mapowanie dużych obszarów. Dron mogący utrzymywać się w powietrzu przez wiele godzin jest w stanie zebrać dane z dużo większego terenu bez konieczności wielokrotnego lądowania i ponownego startu.

Podobne możliwości mogą być wykorzystane w rolnictwie, gdzie maszyny tego typu mogą obserwować duże powierzchnie upraw, a także przy kontroli linii energetycznych, infrastruktury przemysłowej oraz terenów trudno dostępnych dla człowieka.

Na skrzydłach znalazły się ogniwa słoneczne

Pegasus nie korzysta wyłącznie z energii zgromadzonej w akumulatorach. Na powierzchni jego skrzydeł zamontowano również lekkie, elastyczne moduły słoneczne opracowane przez Halocell Energy, które wykorzystują technologię ogniw perowskitowych.

System zarządzania energią został przygotowany w taki sposób, aby obsługiwać jednocześnie akumulator i energię dostarczaną przez panele fotowoltaiczne. Dzięki temu energia słoneczna może wspierać zasilanie systemów pokładowych podczas lotu i ograniczać tempo rozładowywania głównej baterii.

Halocell Energy pracuje już nad modułami o większej wydajności niż te zastosowane podczas aktualnych testów. Według partnerów projektu połączenie mocniejszych paneli z dwoma pakietami baterii ma być jednym z kluczowych elementów prowadzących do wielogodzinnych misji.

Dron może być wykorzystany nie tylko w rolnictwie

Projektanci wskazują kilka potencjalnych obszarów zastosowania Pegasusa. Wśród nich znajdują się długotrwałe misje mapowania, monitoring środowiskowy, obserwacja infrastruktury energetycznej, kontrola rozległych terenów rolnych oraz zadania wymagające długiego przebywania nad wskazanym obszarem.

Duży zasięg i czas lotu mogą być szczególnie istotne przy kontrolowaniu linii przesyłowych, rurociągów, dużych gospodarstw lub obszarów zagrożonych pożarami. W takich scenariuszach możliwość ograniczenia liczby lądowań może poprawić zarówno wydajność, jak i koszty całej operacji.

Partnerzy projektu wymieniają również rynek systemów obserwacyjnych i obronnych. W tego rodzaju zastosowaniach długi czas przebywania w powietrzu jest jednym z najważniejszych parametrów bezzałogowych platform rozpoznawczych.

Projekt dostał ponad 1,35 mln dolarów australijskich

Pegasus powstał w ramach australijskiego programu Emerging Aviation Technology Partnership. Projekt otrzymał ze strony rządu federalnego dofinansowanie przekraczające 1,35 mln dolarów australijskich, a zbliżoną wartość inwestycji mieli zapewnić również partnerzy przemysłowi.

Celem programu było opracowanie i praktyczne przetestowanie nowych technologii przeznaczonych dla rozwijającego się rynku lotniczego. W przypadku Pegasusa szczególny nacisk położono na zwiększenie długotrwałości lotu oraz stworzenie systemu opartego na rozwiązaniach rozwijanych przez australijskie firmy.

Li-S Energy poinformowało ponadto o złożeniu dwóch wniosków patentowych związanych z rozwiązaniami opracowanymi podczas projektu. Dotyczą one konstrukcji pakietu baterii oraz systemu zarządzania jego pracą.

Teraz najważniejsza będzie komercjalizacja

Po zakończeniu programu testowego partnerzy zamierzają przeanalizować zgromadzone dane i ocenić możliwości dalszego rozwoju konstrukcji. Jednym z rozważanych kierunków jest przygotowanie platformy do sprzedaży komercyjnej.

To właśnie kolejny etap pokaże, czy technologia sprawdzi się nie tylko podczas demonstracyjnych lotów, ale również w codziennym użytkowaniu. Dla operatorów ważne będą bowiem nie tylko imponujące parametry zasięgu, lecz także trwałość baterii, liczba cykli ładowania, niezawodność, bezpieczeństwo oraz koszty eksploatacji.

Już teraz osiągnięty rezultat jest jednak znaczący. Pegasus przeleciał ponad 75 kilometrów i pozostawał w powietrzu niemal dwie godziny, korzystając z jednego pakietu baterii. Jeśli przyszłe wersje rzeczywiście osiągną 5–8 godzin lotu, technologia litowo-siarkowa może stać się jednym z ważniejszych kierunków rozwoju zasilania dla dronów dalekiego zasięgu.