Badacze z China Aerodynamics Research and Development Centre (CARDC) w prowincji Syczuan opracowali tzw. technologię wzbudzania plazmy, która może poprawić efektywność aerodynamiczną dronów. Testowano ją już w tunelu aerodynamicznym. Efekty robią wrażenie.
Dlaczego drony nie radzą sobie dobrze na dużych wysokościach?
Technologia polega na zainstalowaniu na skrzydłach drona generatora plazmy. Jest on w stanie wytwarzać impulsy elektryczne o napięciu 16 tys. woltów, jonizując powietrze 8000 razy na sekundę. Tworzy to plazmę, czyli naładowane elektrycznie cząsteczki powietrza. Z kolei interakcja tej plazmy z opływającym skrzydło powietrzem zapobiega separacji przepływu, co jest kluczowym problemem aerodynamicznym. Problem ten jest szczególnie dotkliwy dla dronów latających na dużych wysokościach (powyżej 10 000 metrów), takich jak amerykański RQ-4 Global Hawk czy chiński CH-9. Na tych ekstremalnych pułapach atmosfera jest znacznie rzadsza, co oznacza mniej cząsteczek powietrza dostępnych do generowania sił aerodynamicznych.
Czytaj więcej
Pekin ma być już o krok przed Waszyngtonem w rozwoju kolejnej generacji dronów stealth. Latają tr...
Ta niska gęstość powietrza drastycznie ogranicza wydajność, zwłaszcza siłę nośną, niezbędną do utrzymania się w powietrzu. Utrzymanie efektywnej siły nośnej w takich warunkach to poważne wyzwanie inżynieryjne dla bezzałogowców typu HALE (High-Altitude, Long-Endurance) – badacze wskazują bowiem, że w takich warunkach prędkość drona spada z 15 do 8 m/s, zaś stosunek siły nośnej do oporu obniża się o ponad 60 proc.
Co daje zastosowanie plazmy w dronach?
Zastosowanie generatora plazmy to przełom, bo pozwala na poprawę tego kluczowego wskaźnika o do 88 proc., umożliwiając dronom utrzymanie siły nośnej nawet przy bardzo niskich prędkościach. Według zespołu naukowego kierowanego przez Zhang Xina, starszego naukowca z Państwowego Laboratorium Aerodynamiki podlegającego CARDC, technologia ta "ma potencjał do wydłużenia wytrzymałości dronów HALE". A mówiąc wprost to istny skok wydajności – większa efektywność oznacza możliwość dłuższego pozostawania w powietrzu, co redukuje potrzebę częstego tankowania lub ładowania. Ale jest też i pewien mankament. Generowane impulsy plazmy mogą tworzyć bowiem wiry plazmowe, a te zakłócają sam lot, przyczyniając się do gorszej stabilności podczas wznoszenia, czy ostrych zakrętów. Analitycy sądzą, że jeśli uda się wyeliminować tę przeszkodę, Chińczycy mogą zyskać sporą przewagę w projektowaniu bezzałogowych statków powietrznych.
