Este nuevo dron naval funciona con luz solar e hidrógeno

Con un estrépito en la pista de asfalto, el dron híbrido Tiger de la Marina se elevó rápidamente hacia el cielo. Luego permaneció en el aire durante al menos 24 horas, incluso cuando las temperaturas descendieron por debajo del punto de congelación en el cielo sobre el campo de pruebas de Aberdeen en Maryland.

Los vuelos de drones generalmente no son notables, pero este fue por una razón simple: todo el tiempo que el Hybrid Tiger estuvo en el cielo, obtuvo energía de dos sistemas distintos: paneles solares en las alas y una celda de combustible de hidrógeno compacta en el cielo. cuerpo.

El vuelo marcó un hito importante para el programa del Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU., Una señal de que el dron es al menos la mitad de capaz de lo previsto. El exitoso día de Hybrid Tiger en el aire comenzó el 18 de noviembre de 2020, aunque la Marina anunció el éxito a mediados de abril.

“El vuelo fue efectivamente una prueba de rendimiento en las peores condiciones: temperaturas por debajo de cero grados Celsius, vientos con rachas de 20 nudos y relativamente poca energía solar cuando nos acercábamos al solsticio solar el 21 de diciembre”, dijo Richard Stroman, ingeniero mecánico. de la División de Química de NRL, en un comunicado

. “A pesar de todo eso, Hybrid Tiger funcionó bien”.

Un dron típico de larga duración, como un MQ-9 Reaper, permanece en el aire durante horas y horas quemando cientos de galones de combustible para propulsar un motor, que a su vez impulsa la hélice de empuje del Reaper. El ruido de este motor le da al Reaper su distintivo zumbido fuerte, un sonido que está notoriamente ausente en el Hybrid Tiger.

Mientras volaba, el Hybrid Tiger tuvo que adaptarse a la luz del sol que podía agarrar y al hidrógeno a bordo. “Relativamente poca” energía solar no es nada, y los sistemas fotovoltaicos delgados pero potentes del Hybrid Tiger están diseñados para sostenerla incluso con una energía mínima. A 2018 papel

en el dron destaca la eficiencia de los paneles solares de película delgada en las alas del dron. Las matrices, dos en cada ala y una en la cola, pesan un total de 2.2 libras, o aproximadamente el 5% del peso total del dron.

Tiene un fuselaje pequeño, con una envergadura de solo 24 pies de largo y un peso máximo de despegue de solo 55 libras. A partir de ese organismo, el Laboratorio de Investigación Naval de los EE. UU. Espera eventualmente obtener tiempos de vuelo de más de 48 horas, alcanzando una distancia de alrededor de 1,150 millas.

Otros drones con energía solar explorados por la Armada han volado a altitudes superiores a los 9,000 pies, donde las nubes rara vez son lo suficientemente densas como para ocultar la luz solar entrante y los vientos son consist entes. El tigre híbrido, en cambio, opera por debajo de ese umbral, extrayendo energía en parte del aire caliente que se eleva en las térmicas, como lo hacen los buitres o los cóndores. Los algoritmos elevados, desarrollados precisamente para este propósito, pueden ayudar a mantener el dron en alto mientras minimizan el gasto de energía necesario para hacerlo.

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Otra potencia del Hybrid Tiger es la celda de combustible de hidrógeno, lo suficientemente grande para 14 galones de hidrógeno. El documento describe la eficiencia en vatios-hora de la celda de combustible como cinco veces mayor que la de las baterías de iones de litio con el mismo peso.

A diferencia de las naves que funcionan con energía solar pura, la celda de combustible de hidrógeno funciona bien por la noche, complementando la potencia del Hybrid Tiger y manteniéndola en el aire hasta que la luz del día pueda traer el retorno de la electricidad solar. Al igual que los algoritmos en alza, la promesa es que la gestión inteligente de la energía, desde la temperatura hasta la altitud y la ruta, garantizará de forma autónoma que el dron pueda permanecer en el aire durante al menos un día. En conjunto, el paquete está diseñado para una aeronave que puede permanecer en el cielo gastando la menor cantidad de energía posible. A presentación de 2018 sugirió que esto podría producir tramos de vuelo de 70 millas de largo sin que el dron necesite usar su motor.

Cuando Hybrid Tiger se anunció por primera vez en 2017, el objetivo era un ambicioso tiempo de vuelo de 3,5 días, aunque parece que se ha reducido desde entonces. Janes, una publicación de defensa, también reportado en ese momento que el diseño final del dron iba a incluir “una pequeña carga útil de inteligencia, vigilancia y reconocimiento”.

De hecho, Hybrid Tiger nació como explorador y espía. El lanzamiento de 2021 menciona solo una carga útil, sin referencia a ningún sensor, pero es fácil ver la misión de exploración en el cuerpo del dron, incluso si no es la parte de la nave más publicitada.

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Hybrid Tiger tomó prestada su celda de combustible, fuselaje y gran parte de su inspiración de Ion Tiger, un dron de celda de combustible de hidrógeno desarrollado por la Marina de 2009 a 2013. Según los informes, Ion Tiger voló durante aproximadamente 48 horas en 2013. Fue construido para llevar una cámara, capaz de capturar vídeo tanto durante el día como por infrarrojos, así como un relé de comunicaciones. Este diseño es, en términos generales, el paquete de sensores estándar en los drones de exploración de su época, y probablemente continúe con la forma Hybrid Tiger.

Casi dos décadas después de su desarrollo, el Hybrid Tiger parece demostrar su promesa fundamental: un dron de larga duración con necesidades mínimas de combustible, capaz de operar en una variedad de condiciones climáticas, observando silenciosamente el mundo de abajo. Si las pruebas continúan teniendo éxito, y si la combinación especial de fuentes de energía del dron se puede construir de manera asequible a escala, el futuro de los drones exploradores es tranquilo, ya que las cámaras voladoras con motores silenciosos absorben energía del sol y vigilan el mundo por días a la vez.

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