Программа солнечной фотоэлектрической и автономной парящей базы и Экспедиционное энергетическое управление Корпуса морской пехоты США (E2O) хотят улучшить способность беспилотных платформ поддерживать круглосуточную информационную миссию, наблюдение и разведку (ISR). Поступая таким образом, истребитель получит большую выгоду, потому что это уменьшит количество батарей или топлива, которое они должны нести в бою, и улучшит доступность непрерывного прикрытия ресурсов ISR.
«NRL дважды управляла нашим солнечным БПЛА [на основе планера SBXC] в течение 10 часов, используя комбинацию солнечной фотоэлектрической энергии и автономного парения в рамках исследовательской программы« солнечного парения », — сказал доктор Дэн Эдвардс, аэрокосмический инженер. «Это исследование исследует ценность объединения автономных алгоритмов парения и солнечной фотоэлектрической энергии для улавливания энергии из окружающей среды, чтобы продлить срок службы самолета и увеличить его возможности».Фотоэлектрическая матрица, специально построенная в секции исследований транспортных средств и фотоэлектрической секции NRL, интегрирована в центральную панель крыла самолета PV-SBXC в качестве замены оригинального крыла. Система управления и распределения энергии преобразует энергию солнечных батарей в напряжение постоянного тока (DC), которое электродвигатель может использовать для приведения в движение или подзарядки «умной батареи».
Кроме того, автономный программный алгоритм парения, который обычно отслеживает местные вертикальные ветры вокруг самолета, дает ему команду выйти на орбиту в любых ближайших восходящих потоках, что очень похоже на парящих птиц. Однако алгоритм был отключен для двух полетов на солнечной энергии, чтобы оценить производительность только на солнечной энергии. Пассивное парение — то есть никаких конкретных маневров для улавливания термиков — по-прежнему было разрешено, чтобы позволить самолету выключить двигатель, если высота увеличилась из-за восходящего потока вдоль заранее заданной траектории полета самолета. Программное обеспечение для автономного парения было тщательно протестировано во время предыдущих летных демонстраций в конце октября 2015 года.
БПЛА с солнечными батареями, созданными в NRL с использованием солнечных элементов SunPower Inc., пролетел 10 часов 50 минут 14 октября 2016 года. Взлет произошел в 7:20 утра при 95-процентном уровне заряда батареи, а посадка произошла в 18:10. с аккумулятором при 10-процентном уровне заряда.
Тепловая активность была очень хорошей в середине дня, и 40 процентов полета было проведено с выключенным двигателем, а солнечная батарея частично подзаряжала аккумулятор при выключенном двигателе.БПЛА, оснащенный солнечными крыльями, включал в себя фотоэлектрические батареи от Alta Devices, Inc.
19 апреля 2017 года он пролетел 11 часов 2 минуты. Взлет произошел в 7:46 утра, примерно через час после восхода солнца, при этом уровень заряда батареи был равным. 90 процентов. Посадка произошла в 18:48, примерно за час до захода солнца, при этом уровень заряда батареи составил 26 процентов.
Тепловая активность была очень слабой, и почти весь полет проходил на моторе. Около солнечного полудня солнечная батарея обеспечивала достаточную мощность, чтобы путешествовать только на солнечной энергии.Система управления питанием для обоих рейсов была предоставлена Packet Digital, Inc. в рамках гранта Совета по возобновляемой энергии Северной Дакоты.«Эксперименты подтверждают, что значительное увеличение выносливости возможно за счет использования восходящих тепловых потоков и падающего солнечного излучения, а не игнорирования этих бесплатных источников энергии», — сказал Эдвардс. «Будущие испытания будут сосредоточены на количественной оценке торгового пространства между повышением эффективности солнечных элементов и объединением с автономным парением для улучшения солнечной подзарядки».
Отдел исследований транспортных средств в NRL проводит исследования для разработки технологий для автономных, доступных по цене, беспилотных систем, которые несут широкий спектр полезных нагрузок для многочисленных сценариев миссий. Секция состоит из авиационных, аэрокосмических, электротехнических и механических инженеров, ученых и технических специалистов, занимающихся продвижением новейших технологий в области технологий беспилотных систем.
Секция фотогальваники в NRL проводит исследования по разработке фотогальванических технологий (солнечных элементов), которые позволят использовать возобновляемые, портативные источники энергии без логистики для военнослужащих. Секция состоит из физиков, инженеров-электриков и химиков, занимающихся продвижением новейших технологий в фотоэлектрических источниках и системах.