用于伪空间的伪卫星：预计将发生高空革命
探路者加。 资料来源：Wikipedia.org
有利的观察角度
人类对平流层高度约18-30公里的掌握不佳。 在这种“近太空”中，飞机很少被使用，因此没有航天器。 但是，地球空气层中的这一层非常便于秘密观察。 首先，处于这种高度的飞机可以勘测与阿富汗或叙利亚领土相当的区域，并同时在一个领土上巡逻很长时间。 同时，一颗运行中的卫星相当快地跳过了地形，通常没有时间捕获重要的物体和过程。 其次，地面防空系统尚未设计成搜寻和销毁这种小型高空侦察机。 经计算，有效散射面积可达0,01 m2. 当然，随着这种伪卫星在天空中的大量出现，防空系统会找到拦截的解决方案，但销毁的成本可能会令人望而却步。 除了侦察，高空 无人驾驶飞机 可以提供通讯和导航。
目前开发的大部分 无人机专为这样的高度而设计，是建立在太阳能光电池和电池的基础上的。 在几十公里的高空，太阳能被更有效地“同化”，这使得有翼汽车不仅可以为电动机提供动力，还可以将能量储存在电池中。 到了晚上，无人机使用白天储存的东西，黎明时分重复这个循环。 原来是一种永动机，可以让汽车在高达30公里的高空飞行几天到几年。 例如，如果一颗这样的伪卫星取代著名的全球鹰，那么仅燃料运营商每年就可以节省大约 2000 吨。 这还没有考虑到更低的成本和更长的操作使用时间。 然而，所有这些信息本质上都是理论上的：到目前为止，此类设备的飞行持续时间记录为 26 天。 这是欧洲伪卫星空中客车 Zephyr 于 2018 年实现的。
空中客车Zephyr伪卫星应用插图。 资料来源：NPO Lavochkina JSC
与传统卫星相比，高空无人机自然便宜得多，并且更靠近地球，从而确保了高质量的射击和观察。 提到的空中客车Zephyr比Global Hawk便宜10倍，比World View卫星便宜100倍。 在这种情况下，伪卫星位于电离层之下，从而提高了导航的准确性和确定无线电发射源的位置。 与卫星不同，飞机可以像鹰一样长时间悬停在观察对象上，跟踪下面发生的所有变化。
Helios无人机的原型之一。 资料来源：ru.wikipedia.org
平流层飞行的伪卫星的概念是什么？ 它是具有良好空气动力学特性的轻型复合机体，配备了高效的太阳能电池板，电池和燃料电池。 另外，需要高效的电动机，低能耗的轻型控制装置，其能够迅速且独立地对飞行中的紧急情况做出反应。 这种高海拔车辆的特点是承载能力低（可达100-200公斤）和极慢的速度（每小时可达数十公里）。 其中的第一个出现在1980年代的美国。
飞行太阳能电池板
HALSOL程序的实验伪卫星是美国此类设备中的第一个。 由于技术上的基本滞后，没有什么明智的选择：没有大容量的电池或高效的太阳能电池。 该项目已关闭，但原型的外观并未解密，该倡议已传递给NASA。 1994年，它的专家介绍了他们的“探路者”，实际上它已成为未来伪卫星的黄金标准。 该设备的翼展为29,5米，起飞重量为252公斤，高度为22,5公里。 在过去的几年中，该项目已多次现代化； 该系列中的最后一个是Helios HP，其机翼伸展到75米，起飞重量达到2,3吨。 这一装置在一代人中就能够爬升到29米，这是没有喷气发动机的水平飞行飞机的记录。 由于氢燃料电池的不完善，Helios HP在第二次飞行中坠毁在空中。 恢复它的想法没有得到回报。
第二种已知的双用途伪卫星模型可以称为英国QinetiQ的Zephyr系列，该系列于2003年出现在人造地平线上。 经过广泛的测试和设计改进，该项目于2013年被空中客车防务和太空公司收购，并发展成为两个主要模型。 第一个飞机的翼展为25 m，包括：由超轻碳纤维制成的滑翔机，由United Solar Ovonic制造的非晶硅制成的太阳能电池板，由Sion Power制造的锂硫电池（3 kWh），自动驾驶仪和QinetiQ的充电器。 太阳能电池板最多可产生1,5 kW的电能，足以在18 km的高度进行全天候飞行。 第二个较大的伪卫星是Zephyr T，它具有两个尾吊杆和增加的翼展（从25 m到33 m）。 这种设计可以将有效载荷提升四倍（重20千克，足以容纳19500 m高度的雷达站）。
和风已经与英国和美国的军队签订了单笔合同。 他们还没有时间完全适应部队，当时他们中的一个在2019年XNUMX月在汉普郡法恩伯勒的一家装配厂附近坠毁。 在这次事故中，这种飞机的主要缺点被充分展现出来-起飞和降落期间对气象条件高度敏感。 在几公里的工作高度，对于人造卫星而言，降水和风并不可怕，但在地面上它们却感到不舒服。
太阳鹰。 资料来源：newatlas.com
DARPA也不例外，并在2000年代后期发起了VULTURE计划（超高海拔，超耐力，游荡剧院元素-一种超高监视系统，在行动战场上具有超长游荡）。 长子是由波音公司Phantom Works与QinetiQ和Venza Power Systems合作制造的Solar Eagle伪卫星。 这个巨人拥有120米的翼展，锂硫电池和八个由太阳能电池板和氢电池供电的电机。 目前，美国人已经对该项目进行了分类，很可能已经以预生产原型的形式测试了Solar Eagle。
PHASA-35来源：prismaticltd.co.uk
由BAE和Prismatic Ltd联合开发的伪卫星中最先进的原型机-PHASA-35（永久性高空太阳能飞机，长期高空太阳能飞机）。 2020年21月，它首次在南澳大利亚皇家空军基地发射升空。 带有机翼的飞行太阳能电池板能够爬升15公里，并携带重达35公斤的有效载荷。 按照高空无人机的标准，PHASA-35的翼展很小，只有XNUMX米，并且按照开发人员自己的意愿设计，用于监视，通信和安全。 但是，伪卫星的最初和主要路径将是战斗工作。 在这方面，根据首飞结果，BAE Systems技术总监Ian Muldoney评论：
这是一个了不起的早期结果，表明了我们结合英国最好的能力可以实现的步伐。 从设计到飞行不到两年（20个月）的过程表明，我们可以应对英国政府为航空业提出的挑战，以在未来十年内构建未来的空战系统。
计划到今年年底完成测试，并在12个月后将第一批量产车移交给客户。 但是，大流行当然会在指定的时间范围内做出自己的调整。
国产LA-251“ Aist”。 资料来源：missiles2go.files.wordpress.com
第二枚伪卫星LA-252“ Aist”仍在研发中。 资料来源：NPO Lavochkina JSC
现在，对这种高空无人机的兴趣正在稳定增长，而开发区域的扩大就是证明。 除了中国，印度，台湾和韩国的成功之外，俄罗斯设计局还参与了伪卫星的设计。 S.A.开发了第一台家用实验性高空无人机。 Lavochkin并命名为LA-251“ Aist”。 它是在Army-2016论坛上首次展示的。 无人机是按照常规的空气动力学设计制造的，是一种自由携带的单翼飞机，翼展为16 m，质量约为145 kg。 单翼飞机有两个尾梁，四个3 kW发动机，并装有240 Ah电池。 飞行高度可达12米，持续时间可达72小时。 目前正在开发翼展23米，有效载荷25公斤的大型“ Aist”。 这样的伪卫星已经上升了18公里，可以在空中停留数天。 为了减轻设计负担，飞机留了一束光，电动机数量从四个减少到两个。 由于缺乏生产比能量为400-600 Wh / kg的锂硫电池的生产技术，阻碍了伪卫星国内主题的进一步发展。 另外，需要比重为0,32kg / m的太阳能电池。2 效率至少为20％。 在许多方面，这取决于俄罗斯是否能够缩小与世界领导人的现有差距。 拥有如此巨大的领土，我们的国家将来根本就不可能没有这种伪卫星。
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