ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้ามีการใช้งานอย่างแข็งขันในอากาศยานไร้คนขับสมัยใหม่และให้ประสิทธิภาพการบินสูง การเติบโตเพิ่มเติมของพารามิเตอร์หลักสามารถทำได้โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ UAV ที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์รุ่นทดลองจำนวนหนึ่งได้รับการพัฒนา แต่ยังไม่มีโครงการใดที่ยังไม่ได้นำไปดำเนินการอย่างเต็มประสิทธิภาพด้วยการแก้ปัญหาที่แท้จริง
ด้วยการมีส่วนร่วมของนาซ่า
ในช่วงเปลี่ยนผ่านอายุเจ็ดสิบถึงแปดสิบ บริษัท AeroVironment ของอเมริกากำลังดำเนินการวิจัยด้านพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับเครื่องบิน ในปีพ.ศ. 2526 เธอได้รับคำสั่งจาก NASA ให้สร้าง UAV แบบทดลองที่สามารถแสดงคุณลักษณะประสิทธิภาพสูงได้ โครงการแรกของซีรีส์ใหม่นี้มีชื่อว่า HALSOL (High Altitude Solar) ต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็น Pathfinder
ในปีเดียวกันนั้น การบินครั้งแรกของโดรนที่มีประสบการณ์เกิดขึ้น แต่การทดสอบดังกล่าวไม่ประสบความสำเร็จเนื่องจากระดับการพัฒนาเทคโนโลยีหลักไม่เพียงพอ การสิ้นสุดโครงการดำเนินต่อไปจนถึงปี พ.ศ. 2536 เมื่อการทดสอบกลับมาทำงานอีกครั้ง ไม่นานนัก Pathfinder ก็แสดงให้เห็นถึงประโยชน์ทั้งหมดของเทคโนโลยีและส่วนประกอบใหม่ ๆ ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา UAV ได้ตั้งค่าบันทึกระดับความสูงและระยะเวลาการบินสำหรับยานพาหนะที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์
ในปี 1998 โดรนที่มีประสบการณ์ได้รับการอัพเกรดตามโครงการ Pathfinder Plus การออกแบบใหม่และการแนะนำอุปกรณ์ไฟฟ้าใหม่ช่วยให้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้อีกครั้งและมีการตั้งค่าบันทึกใหม่ ในช่วงเวลาเดียวกัน UAV ต้นแบบของ Centurion และ Helios ถูกสร้างขึ้นด้วยรูปลักษณ์ที่คล้ายคลึงกัน แต่มีลักษณะที่แตกต่างกัน
UAV ที่มีประสบการณ์จาก NASA และ AeroVironment สร้างขึ้นตามโครงการทั่วไป องค์ประกอบการออกแบบหลักคือปีกที่มีอัตราส่วนกว้างยาวซึ่งขยายจาก 29.5 ม. (Pathfinder) ถึง 75 ม. (Helios) ที่ปีกมีการติดตั้งมอเตอร์ไฟฟ้าพร้อมสกรูดึง (ตั้งแต่ 6 ถึง 14 ยูนิต) และ nacelles พร้อมล้อและอุปกรณ์ ยานพาหนะทุกคันในซีรีส์นี้มีรีโมทคอนโทรลและสามารถบรรทุกสิ่งของได้
พื้นที่ปีกสูงสุดที่เป็นไปได้ถูกมอบให้กับแผงโซลาร์เซลล์ ในโครงการ Pathfinder พวกเขาให้กำลัง 7.5 กิโลวัตต์ และในตอนหลังนายร้อยพวกเขาสามารถได้รับมากกว่า 30 กิโลวัตต์ แบตเตอรี่แบบชาร์จได้ถูกใช้เป็นแหล่งพลังงานสำรอง เซลล์เชื้อเพลิงยังถูกใช้ในการทดลองในภายหลัง
โดรนทดลองไม่มีความเร็วในการบินสูง ปีกตรงขนาดใหญ่จำกัดพารามิเตอร์นี้ไว้ที่ 30-45 กม. / ชม. ในเวลาเดียวกัน บันทึกเที่ยวบินที่ระดับความสูง 24-29 กม. และกินเวลาอย่างน้อย 12-18 ชั่วโมง
ซีรีส์ยุโรป
ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2546 ได้มีการดำเนินงานในโครงการของซีรีส์ Zephyr ในขั้นต้น UAV ใหม่ถูกสร้างขึ้นโดย บริษัท อังกฤษ QinetiQ แต่ต่อมางานถูกย้ายไปที่แผนกทหารของแอร์บัส เป้าหมายของโครงการคือการสร้างโดรนพลังงานแสงอาทิตย์บนระดับความสูงที่มีระยะเวลาบินนาน ซึ่งสามารถบรรทุกอุปกรณ์เฝ้าระวังภัยได้
ในช่วงกลางทศวรรษ การทดสอบเริ่มขึ้นโดยใช้อุปกรณ์สาธิตเทคโนโลยีที่ลดขนาดลง Zephyr 6 แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของการออกแบบโดยรวมและองค์ประกอบแต่ละอย่าง ในปี 2008 UAV นี้ปีนขึ้นไปที่ระดับความสูง 19 กม. จากนั้นเครื่องต้นแบบ Zephyr 7 ขนาดเต็มก็มาถึง ในเดือนกรกฎาคม 2010 ได้มีการสร้างสถิติระยะเวลาการบินมากกว่า 14 วัน ในปี 2018 ต้นแบบอีกตัวหนึ่งคือ Zephyr 8 (Zephyr S) ยังคงอยู่ในอากาศเป็นเวลาเกือบ 26 วัน
UAV ของซีรีส์ Airbus Zephyr ได้รับปีกอัตราส่วนกว้างยาวพร้อมส่วนปลายที่ยกขึ้น Zephyr 8 ที่ใหญ่ที่สุดมีปีกกว้าง 28 เมตรน้ำหนัก - มากถึง 50-70 กก. ซึ่งมีน้ำหนักไม่เกิน 5 กก. มอเตอร์ไฟฟ้าตั้งอยู่ที่ขอบด้านบนของปีก บูมหางบางพร้อมขนนกติดอยู่ที่ด้านหลัง พื้นผิวด้านบนของปีกเกือบทั้งหมดถูกมอบให้กับแผงโซลาร์เซลล์ นอกจากนี้ UAV ยังมีตัวสะสมเพื่อให้แน่ใจว่าบินได้แม้ไม่มีแสงแดด ความเร็วในการบินไม่เกิน 50-60 กม. / ชม. อย่างไรก็ตามเป้าหมายของโครงการคือการได้รับช่วงความสูงและระยะเวลาสูง
การพัฒนาโปรเจ็กต์ซีรีส์ Zephyr ยังคงดำเนินต่อไป การปรับปรุงเครื่องจักรที่มีอยู่จะดำเนินการเพื่อให้งานจริงสำเร็จ รวมทั้งสร้างตัวอย่างใหม่ที่มีลักษณะแตกต่างกัน ในขณะนี้ UAV ดังกล่าวถือเป็นผู้ให้บริการอุปกรณ์เฝ้าระวัง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ฯลฯ
จากคนใช้คนเป็นไร้คนขับ
สิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือโครงการ Solar Impulse ของบริษัทสวิสที่มีชื่อเดียวกัน เขาเสนอให้สร้างเครื่องบินขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ ตั้งแต่ปี 2009 เครื่องจักรที่คล้ายกันสองเครื่องได้เข้าร่วมในการทดสอบการบิน เมื่อเวลาผ่านไป บริษัทพัฒนาได้ประกาศความตั้งใจที่จะสร้างเครื่องบินรุ่นไร้คนขับที่มีอยู่
ในเดือนพฤศจิกายน 2019 Solar Impulse ด้วยความช่วยเหลือของ Leonardo และ Northrop Grumman ได้เสร็จสิ้นการแปลงเครื่องบินต้นแบบลำหนึ่งให้เป็น UAV การทดสอบการบินกำหนดไว้สำหรับปี 2020-21 และในช่วงอายุ 20 ต้นๆ มีความเป็นไปได้ที่จะเปิดตัวการผลิตขนาดเล็กเพื่อผลประโยชน์ของลูกค้าจริง เชื่อกันว่าโดรนดังกล่าวมีความได้เปรียบทางการแข่งขันในรูปแบบของคุณสมบัติที่มีประสิทธิภาพสูง
Solar Impulse 2 สร้างขึ้นใหม่ใน UAV มีปีกตรงที่มีระยะ 72 ม. ซึ่งติดตั้งลำตัวน้ำหนักเบาและมอเตอร์ไฟฟ้าสี่ส่วน ใช้แผงโซลาร์เซลล์และตัวสะสมร่วมกัน กำลังสูงสุด 66 กิโลวัตต์ เครื่องบินพัฒนาความเร็วสูงสุด 140 กม. / ชม. และปีนขึ้นไป 12 กม. ลักษณะการออกแบบของการดัดแปลงแบบไร้คนขับจะสูงขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งระยะเวลาการบินจะเพิ่มขึ้นเป็น 90 วัน
โอกาสที่จำกัด
ในทศวรรษที่ผ่านมา มีความก้าวหน้าอย่างมากในด้าน UAVs แสงอาทิตย์ มีการพัฒนาและแนะนำแผงแบตเตอรี่และมอเตอร์ไฟฟ้าชนิดใหม่ที่มีคุณสมบัติที่ดีขึ้น วัสดุที่ทันสมัยถูกนำมาใช้ในการก่อสร้างเฟรมอากาศเพื่อให้มั่นใจถึงความทนทานและน้ำหนักเบา ในเวลาเดียวกัน แม้จะมีความพยายามทั้งหมด โดรนดังกล่าวยังไม่ถึงการปฏิบัติงานที่เต็มเปี่ยม
แม้จะมีความพยายามทั้งหมดของนักวิทยาศาสตร์ แต่แผงโซลาร์เซลล์ยังไม่มีประสิทธิภาพมากนัก ด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นต้องให้พื้นที่สูงสุดที่เป็นไปได้ในขณะเดียวกันก็ทำให้โครงสร้างสว่างขึ้น ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าวเท่านั้นที่มีพลังงานเพียงพอที่จะจ่ายไฟให้กับมอเตอร์และชาร์จแบตเตอรี่ นอกจากนี้ จำเป็นต้องมีมาตรการเพื่อรักษาแหล่งจ่ายไฟของมอเตอร์โดยไม่คำนึงถึงความเข้มของแสงตกกระทบหรือในกรณีที่ไม่มี
เป็นผลให้เครื่องบินบรรจุคนหรือ UAV ซึ่งสร้างขึ้นแม้จะใช้เทคโนโลยีขั้นสูง กลับกลายเป็นว่ามีขนาดใหญ่และมีราคาแพง แต่ไม่สามารถบรรทุกน้ำหนักบรรทุกได้มาก อย่างไรก็ตาม มันสามารถแสดงลักษณะการบินที่สูงได้ ดังนั้นจึงเป็นที่สนใจในทางปฏิบัติบางประการ
ความสามารถในการบินเป็นเวลานานที่ระดับความสูงจะเป็นประโยชน์เมื่อทำการลาดตระเวนหรือติดตามสถานการณ์ในสถานการณ์ต่างๆ นอกจากนี้ยังมีการเสนอโครงการสำหรับ "ดาวเทียมบรรยากาศ" - อากาศยานไร้คนขับที่มีระยะเวลาบินนานพร้อมอุปกรณ์สำหรับถ่ายทอดสัญญาณวิทยุ เทคโนโลยีดังกล่าวคาดว่าจะสามารถอยู่ในพื้นที่ที่กำหนดได้เป็นเวลานานและให้การสื่อสารอย่างต่อเนื่อง เป็นการทดแทนยานอวกาศที่ง่ายกว่าและถูกกว่า
เห็นได้ชัดว่าในระดับปัจจุบันของคุณสมบัติทางยุทธวิธีและทางเทคนิค UAV ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ไม่สามารถเป็นเครื่องบินรบได้ ความสามารถในการบรรทุกที่จำกัดจะไม่อนุญาตให้ใช้กระสุนขนาดใหญ่ และลักษณะที่ปรากฏจะเพิ่มทัศนวิสัยสำหรับวิธีการตรวจจับใดๆอย่างไรก็ตาม โดรนสอดแนมและหน่วยทวนซ้ำอาจเป็นที่สนใจของกองทัพบก
Solar UAVs อยู่ระหว่างการพัฒนาในหลายประเทศและมีความคืบหน้าอย่างมีนัยสำคัญ ลักษณะของอุปกรณ์ดังกล่าวค่อยๆ เพิ่มขึ้น และในอนาคตอันใกล้ ตัวอย่างแรกจะสามารถเข้าถึงการปฏิบัติงานจริงได้ค่อนข้างมาก อย่างไรก็ตาม ทิศทางนี้ไม่ควรประเมินค่าสูงไป ในทางปฏิบัติ โดรนดังกล่าวมีแนวโน้มที่จะกลายเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการเติมเต็มช่องเฉพาะที่พวกเขาสามารถรับรู้ถึงศักยภาพอย่างเต็มที่และไม่แสดงข้อเสียโดยธรรมชาติ
