Ảnh minh họa
Trung Quốc vừa thử nghiệm thành công máy bay không người lái chạy hoàn toàn bằng năng lượng mặt trời, với thời gian hoạt động tối đa theo thiết kế lên tới 30 giờ. Máy bay có thể cất cánh bằng hệ thống phóng gắn trên phương tiện, không phụ thuộc vào đường băng cố định.
Máy bay không người lái mang tên Light Cavalry (Kỵ binh hạng nhẹ) đã hoàn thành chuyến bay thử nghiệm đầu tiên tại khu vực tây bắc Trung Quốc. Trong chuyến bay, phương tiện thực hiện các thao tác cất cánh, leo cao, bay vòng và hạ cánh an toàn.
Sản phẩm do Viện Nghiên cứu số 11 thuộc Tập đoàn Khoa học và Công nghệ Hàng không Vũ trụ Trung Quốc (CASC) phát triển. Theo nhà phát triển, đây là máy bay không người lái chạy bằng năng lượng mặt trời đầu tiên của Trung Quốc được thiết kế hướng tới mục đích thương mại.
Trong chuyến bay thử nghiệm, các kỹ sư tập trung đánh giá hệ thống điều khiển, điện tử hàng không, lưu trữ năng lượng, đồng thời kiểm tra độ ổn định và khả năng điều khiển của máy bay. Nhà phát triển cho biết toàn bộ hệ thống vẫn hoạt động bình thường sau khi phương tiện hạ cánh.
Máy bay có thể mang hơn 5 kg thiết bị, hoạt động liên tục 30 giờ
Light Cavalry có chiều dài khoảng 3,2 m, sải cánh gần 7,9 m và trọng lượng cất cánh khoảng 45 kg. Máy bay có trần bay thiết kế khoảng 7.000 m, đồng thời có thể mang theo tải trọng thiết bị hơn 5 kg.
Một điểm đáng chú ý của phương tiện là khả năng thay đổi cấu hình tải trọng tùy theo yêu cầu nhiệm vụ. Máy bay có thể được trang bị thiết bị quang điện tử phục vụ quan sát, hệ thống liên lạc hoặc các thiết bị phát hiện chuyên dụng.
Nhờ đó, cùng một nền tảng máy bay có thể đảm nhiệm nhiều công việc khác nhau, từ khảo sát địa hình, giám sát sinh thái đến kiểm tra cơ sở hạ tầng. Thời gian hoạt động tối đa theo thiết kế đạt 30 giờ, hướng tới những nhiệm vụ cần duy trì khả năng giám sát trong thời gian dài.
Đáng chú ý, Light Cavalry sử dụng hệ thống phóng tích hợp trên phương tiện mặt đất thay vì cất cánh từ đường băng truyền thống. Thời gian chuẩn bị trước khi phóng khoảng 20 phút.
Thiết kế này cho phép máy bay triển khai tại những khu vực không có sân bay hoặc hạ tầng hàng không phù hợp, chẳng hạn vùng núi, bờ biển xa khu dân cư và các khu vực hoang dã. Các đội vận hành cũng có thể lựa chọn vị trí xuất phát gần khu vực cần khảo sát, thay vì phải di chuyển đến sân bay.
Theo nhà phát triển, máy bay có tiềm năng ứng dụng trong đánh giá thiệt hại sau thiên tai, giám sát tài nguyên nước, khảo sát đường bờ biển và cảng biển.
Đối với lĩnh vực quản lý cơ sở hạ tầng, khả năng hoạt động liên tục trong thời gian dài có thể giúp mở rộng phạm vi kiểm tra trong mỗi chuyến bay, giảm nhu cầu triển khai phương tiện nhiều lần.
Thách thức về năng lượng đối với máy bay không người lái cỡ nhỏ
Phát triển máy bay không người lái chạy hoàn toàn bằng năng lượng mặt trời là bài toán kỹ thuật không đơn giản, đặc biệt với những phương tiện có kích thước nhỏ.
Trước đây, phần lớn các dự án máy bay sử dụng năng lượng mặt trời tập trung vào những nền tảng cỡ lớn và siêu lớn, chủ yếu phục vụ nghiên cứu hoặc hoạt động ở độ cao lớn với vai trò tương tự vệ tinh giả.
Trong khi đó, máy bay cỡ nhỏ có lợi thế về khả năng triển khai và ứng dụng trong các nhiệm vụ thương mại ở độ cao thấp, nhưng lại bị hạn chế về diện tích bề mặt có thể lắp đặt pin mặt trời. Điều này làm giảm lượng điện năng mà phương tiện có thể tạo ra.
Bên cạnh đó, khung thân, hệ thống điện tử hàng không và thiết bị lưu trữ năng lượng đều chiếm một phần đáng kể trọng lượng cất cánh. Các nhà phát triển vì vậy phải cân đối giữa khả năng tạo ra điện, nhu cầu tiêu thụ năng lượng và tải trọng thiết bị mà máy bay có thể mang theo.
Những tiến bộ về vật liệu, động cơ và công nghệ lưu trữ năng lượng được kỳ vọng giúp cải thiện hiệu suất của các dòng máy bay này.
Với Light Cavalry, nhà phát triển đặt mục tiêu khai thác phân khúc máy bay không người lái có khả năng bay đường dài ở độ cao thấp. Việc sử dụng năng lượng mặt trời được kỳ vọng giúp kéo dài thời gian hoạt động, đồng thời giảm lượng khí thải carbon phát sinh trong quá trình vận hành so với các phương tiện sử dụng nhiên liệu truyền thống.
Tuy nhiên, thời gian bay 30 giờ hiện là thông số thiết kế được công bố. Khả năng duy trì thời gian hoạt động này trong các điều kiện thời tiết và nhiệm vụ thực tế sẽ cần được kiểm chứng qua những giai đoạn thử nghiệm tiếp theo.