Локхид Мартин Сталкер - Википедия - Lockheed Martin Stalker

Сталкер
РольБеспилотный летательный аппарат
национальное происхождениеСоединенные Штаты Америки
ПроизводительЛокхид Мартин Скунс Работает
Первый полет2006
Вступление2006
Основной пользовательКомандование специальных операций США

Сталкер был запущен вручную, с электрическим приводом Беспилотный летательный аппарат разработан Локхид Мартин Скунс Работает[1] для неуказанного клиента, предположительно Командование специальных операций США.[2] Он использовался для военных целей, таких как разведка, наблюдение и обнаружение целей.[3]

Дизайн и развитие

Lockheed Martin Stalker был создан в 2006 году той же командой Skunk Works, которая отвечала за Пустынный ястреб. Он запускался вручную и приземлялся на брюхо, имел бесшумный электродвигатель и пропеллер, а также нес съемную полезную нагрузку камеры. Система камер имела модули для дневного, слабого и инфракрасного света. Систему камеры можно было снять и заменить сбрасываемой полезной нагрузкой.[4]

"Сталкер" использовал самоподдерживающуюся трубку, работающую на пропане. твердооксидный топливный элемент (ТОТЭ) система, разработанная Исследовательская лаборатория армии США (ARL).[3]{> Система мощностью 245 Вт была разработана для того, чтобы справляться с окружающей средой и эксплуатационными нагрузками, особенно с широким диапазоном температур, погодных условий, высот, вибраций и внезапных ударов.

Исследования SOFC начались в General Electric и Westinghouse в начале 1960-х годов.[5] Позднее исследование топливная ячейка технологии в правительстве Соединенных Штатов были сосредоточены через Департамент энергетики и Агентство оборонных исследовательских проектов.[3]

ARL уделяет особое внимание ТОТЭ, поскольку они могут работать на углеводородах, таких как пропан и бутан, а не на чистом водороде, необходимом для других типов топливных элементов.[6][7] Одним из ограничений конструкции была способность системы выдерживать несколько тепловых циклов. Чтобы удовлетворить это ограничение, предпочтение было отдано трубчатой ​​конструкции, а не планарной.[8]

Была разработана версия Stalker с питанием от пропановых топливных элементов с 8-часовым ресурсом (в четыре раза больше, чем 2 часа, доступные при питании от батареи).[9] Сталкер на топливных элементах участвовал в более чем 80 миссиях в Афганистане. Армия надеялась создать топливный элемент, работающий на JP8 топливо, а не пропан, так как он чаще использовался в логистике.[10]

В июле 2012 года «Сталкер» продемонстрировал в ходе испытаний в аэродинамической трубе возможность более 48 часов непрерывного полета при питании от наземной лазерной системы.[11] После испытаний в аэродинамической трубе Lockheed и LaserMotive Inc. в следующем месяце провела серию испытаний системы питания лазера на открытом воздухе. Летные испытания прошли успешно, достигнуты следующие результаты:

  • Демонстрирует чистую положительную мощность Сталкеру в полете на дальностях до 600 метров.
  • Доказательство того, что лазер не повредил "Сталкер" и что добавление лазерного приемника не повлияло на его нормальные летные операции или аэродинамику.
  • Выполнение нескольких испытательных полетов в различных условиях пустыни (день и ночь, высокие температуры и сильный ветер), демонстрирующих надежность системы питания лазерного приемника, установленного на «Сталкере».
  • Направитель луча отслеживает приемник в течение длительного времени с точностью до сантиметра на расстоянии 500 метров, несмотря на турбулентность и маневры самолета.
  • Соблюдение всех эксплуатационных требований и требований безопасности, включая координацию с Laser Clearinghouse и выполнение полетов.[12]

В августе 2013 года компания Lockheed представила усовершенствованный Stalker XE с запасом хода 13 часов. В предыдущей версии использовался баллон с жидким пропаном на 2,2 литра, а в новой версии - на 3,2 литра. Обе версии использовали один и тот же топливный элемент. БПЛА Stalker использовались спецназом армии и морской пехоты в Афганистане для обнаружения самодельные взрывные устройства. Пользователи не запрашивали изменения планера, но запросили изменения долговечности, при этом самолет поднимается в воздух два-три раза в день, каждый день. В настоящее время ведутся переговоры о нескольких потенциальных продажах за границу, при этом клиенты и количество систем не разглашаются. Lockheed также сообщил, что они планируют продолжить тестирование лазер -заряженный сталкер. Лазерный аппарат, построенный LaserMotive, был размером с прицеп для лошадей, и они работали над уменьшением его размера до того, что можно было бы использовать для тактических операций. Идеальный размер был примерно таким же, как «два дорожных чемодана вместе взятые».[13]

В 2018 году Управление технологий быстрого реагирования при канцелярии министра обороны профинансировало разработку в ARL системы SOFC мощностью 350 Вт для замены системы на 245 Вт с целью увеличения мощности, продолжительности миссии и надежности будущих беспилотных аппаратов. воздушные системы (БПЛА).[14] Ожидалось, что эти разработки предоставят новые возможности для небольших БПЛА, а также для портативных силовых приложений. Они также могут быть применены к беспилотным наземным транспортным системам. Ожидалось, что батарея топливных элементов с большей мощностью принесет пользу миссиям в неблагоприятных условиях, включая сильный ветер или большую высоту, а также упростит взлет и позволит разместить большую полезную нагрузку.[3]

Прототипы мощностью 350 Вт, изготовленные Adaptive Energy LLC со штаб-квартирой в Анн-Арборе, штат Мичиган.[15], были разработаны, чтобы обеспечить на 40% больше мощности, будучи собранными в той же физической системе питания (размер, вес, форма), что и система мощностью 245 Вт.[16] Исследователи из ARL протестировали две системы мощностью 350 Вт; один для его способности к термоциклированию, а другой для длительной работы.[3] Было показано, что первая система показала 55 тепловых циклов без снижения производительности, а вторая система продемонстрировала непрерывную работу в течение 2000 часов. Ограничения этих систем включали разрушение электролита, сделанного из тонкого керамического материала, и отложение углерода внутри топливного элемента.[17][18] Дальнейшее развитие технологии привело к появлению коммерческого продукта.[19]


Технические характеристики (Сталкер)

Данные из http://www.lockheedmartin.com/us/products/stalker-uas.html

Общие характеристики

  • Экипаж: никто
  • Размах крыльев: 10 футов (3,0 м)
  • Пустой вес: 14,5 фунтов (7 кг)
  • Максимальный взлетный вес: 17,5 фунтов (8 кг)
  • Электростанция: 1 × бесшумный привод электрический
  • Пропеллеры: 2-лопастной

Спектакль

  • Максимальная скорость: 50 миль / ч (80 км / ч, 43 кН) (рывок)
  • Выносливость: 2 часа
  • Практический потолок: 15000 футов (4600 м)

Рекомендации

  1. ^ «Беспилотный, практически неограниченный».
  2. ^ «Lockheed Martin представляет мини-БПЛА Stalker для спецназа». Архивировано из оригинал в 2012-07-29. Получено 2012-07-12.
  3. ^ а б c d е Чу, Кевин; Кук, Клиффорд; ДеАнни, Энтони; Чу, Дерин (13.05.2019). Малые беспилотные авиационные системы (БАС) на твердооксидных топливных элементах для полетов с увеличенным сроком службы и дальних полетов. Технология беспилотных систем XXI. 11021. Общество инженеров фотооптического приборостроения (SPIE). С. 110210G. Bibcode:2019SPIE11021E..0GC. Дои:10.1117/12.2518029 (неактивно 01.09.2020). Получено 16 июля 2019.CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на сентябрь 2020 г. (связь)
  4. ^ «Lockheed Martin Challenge: создание и испытание закона управления полетом для БПЛА с вертикальным запуском (презентация)» (PDF).[постоянная мертвая ссылка ]
  5. ^ Виско, Стивен; Джейкобсон, Крейг; Вильярреаль, Игорь; Леминг, Энди; Де Йонге, Лутгард С; Матус, Юрий (2003). «Разработка недорогих ТОТЭ на сплавах». Труды Электрохимического общества. 2003-07: 1040–1050. Дои:10.1149 / 200307.1040PV.
  6. ^ Уокер, Майкл. «Разработка интегрированной системы реформатора и топливных элементов для портативных источников энергии» (PDF). S2CID  114044415. Получено 16 июля 2019. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  7. ^ Кулкарни, А; Ciachic, FT; Гиддей, С; Маннингс, C; Бадвал, СПС; Kimpton, JA; Фини, Д. (2012). "Перовскитовый анод со смешанной ионно-электронной проводимостью для топливных элементов с прямым углеродом". Международный журнал водородной энергетики. 37 (24): 19092–19102. Дои:10.1016 / j.ijhydene.2012.09.141.
  8. ^ «Справочник по топливным элементам» (PDF). Национальная лаборатория энергетических технологий. Получено 16 июля 2019.
  9. ^ «Мини-БЛА Stalker EX для восьмичасовых миссий на выносливость».
  10. ^ Топливные элементы увеличивают дальность действия беспилотных авиационных систем - Army.mil, 21 мая 2015 г.
  11. ^ «Lockheed Martin и LaserMotive используют лазер для питания БПЛА в течение 48 часов».
  12. ^ Lockheed Martin проводит первые летные испытания БПЛА с лазерным приводом на открытом воздухе - Lockheed Martin.com, 7 августа 2012 г.
  13. ^ Lockheed Stalker предлагает повышенную выносливость - Flightglobal.com, 13 августа 2013 г.
  14. ^ Чу, Дерин; Цзян, Жунчжун. «Извлеченные уроки малой беспилотной воздушной системы (sUAS) на топливных элементах и ​​перспективы на будущее» (PDF). Получено 16 июля 2019.
  15. ^ «D350». Адаптивная энергия. Получено 16 июля 2019.
  16. ^ Чу, Дерин; Цзян, Жунчжун. «Извлеченные уроки малой беспилотной воздушной системы (sUAS) на топливных элементах и ​​перспективы на будущее» (PDF). Получено 16 июля 2019.
  17. ^ Уокер, Майкл. «Разработка интегрированной системы реформатора и топливных элементов для портативных источников энергии» (PDF). S2CID  114044415. Получено 16 июля 2019. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  18. ^ «Справочник по топливным элементам» (PDF). Национальная лаборатория энергетических технологий. Получено 16 июля 2019.
  19. ^ «D350». Адаптивная энергия. Получено 16 июля 2019.