Літати довше, бачити далі: як батарея безпілотника впливає на роботу аеророзвідки

В умовах ведення високотехнологічної війни основними засобами Сил оборони є безпілотники. Вони коригують вогонь, завдають уражень по живій силі та техніці противника і поставляють провізію військовим на першу лінію.

Однак перш ніж вдарити по ворожих позиціях, їх треба виявити. Тому роль розвідувальних дронів є вирішальною.

Ефективність та безперебійність роботи “очей” війська напряму залежить від батареї БПЛА.

Її ємність та стійкість визначає, скільки борт може знаходитися у повітрі та які відстані може долати. Зараз для спостереження за діями загарбників пілоти змушені робити два вильоти на годину. Однак вже є сучасні рішення, які покликані оптимізувати роботу екіпажів.

Від розвідки до ворожих “хвостів”

Батальйон безпілотних систем “Апачі” 81 окремої аеромобільної бригади 7 корпусу швидкого реагування ДШВ стримує ворога на одному з найгарячіших напрямків – Слов’янському. Щодня бійці виявляють та знищують ворожу техніку та особовий склад. Зокрема, цього місяця захисники розгромили логістику окупантів у Лисичанську, знищивши АЗС, електростанцію, транспорт та засоби зв’язку.

У травні оператори батальйону зупинили просування ворога та відбили мотоштурм, знищивши колону з 16 мотоциклів.

Подібні операції неможливо уявити без якісної аеророзвідки. З-поміж низки наявних засобів для таких цілей бійці використовують безпілотник Matrice-4T. Передусім – через їхню універсальність, адже, на відміну від дронів літакового типу, цей працює в будь-яку погоду та має гарні показники ефективності.

Жодне крило не дасть такої стабільної й якісної картинки, як Matrice 4T з якісною батареєю. Крила літають на висоті від 1500 м, щоб їх не збили, тоді як Matrice 4T може працювати нижче 200 м за умови використання ретранслятора — і давати стабільну чітку картинку. Однак стійкості до погодних умов та гарної передачі зображення недостатньо для успішного виконання завдань. Натомість головне – це безперебійність спостереження.

Дешеві елементи живлення дозволяють безпілотникам літати до 40 хвилин та отримувати до 25 хвилин стріму. Тобто для безперервної розвідувальної роботи екіпажу доводиться виконувати щонайменше два вильоти. Це призводить не лише до потенційної втрати ресурсу, а й створює небезпеку для пілотів та операторів.

Кожна додаткова заміна борта – це новий виліт, повернення на позицію та новий цикл роботи екіпажу. А отже, більше можливостей для противника впасти на “хвіст” – виявити сам дрон, його маршрут або місце, з якого ним керують.

“В основному зараз знаходять не антени, а знаходять пілота та створюють “хвіст”. Росіяни дивляться, де дрон сідає і розбирає цю точку. Якщо ви подивитесь ворожі канали, то мабуть 80% випадків – це виявлений дрон, який підсвічує нашу позицію, коли повертається” – підсумовує Андрій з R&D майстерні батальйону безпілотних систем «Апачі» 81 ОАеМБр 7 корпусу ДШВ.

Що пропонують виробники?

Для подолання наявних проблем експлуатації дронів та покращення життя аеророзвідникам низка виробників почали працювати над покращенними елементами живлення, зокрема вітчизняні Aveniks, BattleBorn, Dense Energy, DP Battery та нідерландський Tulip Tech. Батарею останнього від початку літа активно використовують підрозділи Сил оборони, серед них – батальйон безпілотних систем «Апачі» 81 ОАеМБр 7 корпусу ДШВ.

За результатами випробувань, виріб забезпечує близько 70 хвилин польоту – це вдвічі більше, ніж дешеві аналоги.

Збільшення часу борту у повітрі безпосередньо впливає на тактику роботи екіпажу. Замість двох коротких вильотів можна виконати один тривалий. В результаті зменшується кількість випадків, коли безпілотник може привести “хвіст” на позицію.

Також тривалий політ дозволяє вести одну ціль. Це особливо важливо під час роботи по ворожих позиціях, коли заміна батареї дозволяла росіянам оперативно покинути укриття та уникнути ураження.

Раніше збільшення часу польоту досягали завдяки кустарному методу спарювання двох акумуляторів. Ця практика стала поширеною, однак “спарки” збільшували масу системи та не завжди забезпечували оптимальне співвідношення маси та ємності. 

Окрім того, збільшення маси батареї має фізичні обмеження. Для Mavic та Matrice надмірне навантаження збільшує споживання енергії та може призвести до перегріву двигунів, а це може спричинити погіршення їхньої роботи. При зростанні температури двигуну потрібно більше струму для підтримання необхідних обертів, що ще більше підвищує температуру.

“Він просто так камнем вниз падає, і все. Бо магніт перестає працювати, дрон бачить, що він не витягує ці оберти, підвищує ток, нагрівається ще більше,  ще більше розмагнічення. Це такий лавинний принцип. І дрон йде на падіння. Тому гарні якісні батарейки, які мають низьку вагу і велику ємність, дуже всьому допомагають. Тобто воно і потоку витягує, і не падає неконтрольовано, і продовжує довго літати” – зауважує Андрій.

Якісна батарея може зменшити навантаження на двигуни. Висока енергетична щільність і стабільніше підтримання напруги дозволяють довше працювати без критичного зростання струму та температури.

Батарея 4S1P 16Ah дозволяє отримати більшу ємність при близькій до штатної маси – 560 г. Якщо 16-амперна батарея дозволяє дрону перебувати у повітрі близько 70 хвилин, її “старша сестра” на 22 а-год може забезпечити до 100 хвилин польоту. Щоправда, така енергетична щільність має свої недосконалості: ресурс робочих циклів знижується до 40 – 50 циклів, після чого поступово втрачає ємність.

Утім, для бойових дронів обмежений ресурс може бути прийнятним. Тобто якщо сам у середньому виконує близько 50 польотів, батарея з аналогічною  витривалістю потенційно перекриває весь термін служби конкретного борта

Збільшена ємність може використовуватися не лише для тривалості польоту, але й для дальності. Безпілотник може залетіти на відстань до 23 кілометрів, провести розвідку впродовж десяти хвилин та повернутись. Це рішення допомагає зберегти особовий склад – відвести екіпаж від антени, на яку часто полює противник. Окрім того, дозволяє розвідникам працювати на більших відстанях, ніж зі штатними елементами живлення.

Tulip Tech та інші виробники в галузі продовжують вдосконалювати розробки, які покликані якісно покращити роботу військових, зокрема аеророзвідки. Утім, головна проблема сьогодні полягає не у розробці технології для дрона, а у її масштабуванні. Якісні акумулятори часто залишаються відповідальністю конкретного підрозділу або навіть окремого екіпажу.

Десь їх купують волонтери, десь – самі військові, десь підрозділ знаходить можливість придбати додаткові батареї самостійно. У результаті виникає нерівномірність: одні екіпажі можуть працювати на значно більшій дальності та довше залишатися в повітрі, тоді як інші обмежені можливостями штатного акумулятора або дешевих альтернатив.