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 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.
