Stacja peronowa na dużych wysokościach

Platforma wysokościowa może zapewniać usługi obserwacyjne lub komunikacyjne.

Stacja platformy na dużych wysokościach ( HAPS , co może również oznaczać pseudo-satelity lub systemy platform na dużych wysokościach) lub satelita atmosferyczny to długotrwały statek powietrzny na dużych wysokościach , który może oferować usługi obserwacyjne lub komunikacyjne podobnie jak sztuczne satelity . W większości bezzałogowe statki powietrzne (UAV), pozostają w powietrzu dzięki sile nośnej atmosferycznej, albo aerodynamicznej, jak samoloty , albo aerostatycznej, jak sterowce lub balony . Wojskowe drony długodystansowe (HALE) na dużych wysokościach mogą latać na wysokości powyżej 60 000 stóp (18 000 m) w ciągu 32 godzin, podczas gdy cywilne HAPS to stacje radiowe na wysokości od 20 do 50 km nad stałym punktem.

Długotrwałe loty na dużych wysokościach są badane od co najmniej 1983 r., A programy demonstracyjne są realizowane od 1994 r. Jako alternatywę dla konwencjonalnych silników proponuje się wodór i energię słoneczną . Powyżej komercyjnego transportu lotniczego i turbulencji wiatru, na dużych wysokościach, zarówno opór, jak i siła nośna są zmniejszone. HAPS może być używany do pogody , jako przekaźnik radiowy , do oceanografii lub obrazowania Ziemi , do ochrony granic , patroli morskich i operacji antypirackich, reagowania na katastrofy lub obserwacji rolniczych .

Chociaż samoloty rozpoznawcze mogły wznosić się na duże wysokości od lat pięćdziesiątych XX wieku, ich wytrzymałość jest ograniczona. Bardzo niewiele samolotów HALE działa tak, jak Northrop Grumman RQ-4 Global Hawk . Istnieje wiele lekkich prototypów zasilanych energią słoneczną, takich jak NASA Pathfinder / Helios lub Airbus Zephyrn, które latają 64 dni, podczas gdy wiele z nich nie jest tak zaawansowanych. Konwencjonalne paliwa lotnicze są stosowane w prototypach od 1970 roku i mogą osiągnąć wytrzymałość 60 godzin, podobnie jak Boeing Condor . samoloty wodorowe mogą latać nawet dłużej, tydzień lub dłużej, jak AeroVironment Global Observer

Sterowce stratosferyczne są często przedstawiane jako konkurencja, ale jeśli zbudowano kilka prototypów, żaden jeszcze nie działa. Latanie w stratosferze, najbardziej znany projekt balonu o wysokiej wytrzymałości to Google Loon , wykorzystujący balony wypełnione helem na dużych wysokościach.

Definicje

o dużej wytrzymałości: i dużej wytrzymałości (HALE) na dużych wysokościach to nieuzbrojone drony wojskowe , które mogą latać na wysokości 60 000 stóp (18 000 m) przez 32 godziny, takie jak USAF RQ-4 Global Hawk lub jego warianty używany do ISR . To więcej i dłużej niż średniej wysokości o dużej wytrzymałości (MALE) lecące na wysokości od 25 000 do 50 000 stóp (7600 do 15 200 m) w ciągu 24 godzin, bardziej podatne na obronę przeciwlotniczą , jak USAF ISR / uderzenie MQ-9 Reaper lub jego warianty.

Stacja platformy wysokościowej (HAPS): zdefiniowana przez Międzynarodowy Związek Telekomunikacyjny (ITU) jako „ ITU stacja na obiekcie na wysokości od 20 do 50 km i w określonym, nominalnym, stałym punkcie względem Ziemi ” w swoim radiu Regulamin (RR). HAPS może być również skrótem od pseudo-satelity o dużej wysokości .

Studia

wideo z heliosa w locie

W 1983 roku firma Lockheed wyprodukowała dla NASA Wstępne studium samolotów zasilanych energią słoneczną i związanych z nimi układów napędowych , ponieważ długodystansowy lot można porównać do suborbitalnego statku kosmicznego. W 1984 roku opublikowano raport Projekt bezzałogowych samolotów o długiej żywotności z napędem słonecznym i ogniwami paliwowymi . W 1989 roku w raporcie dotyczącym projektu i wyników eksperymentów dotyczących płata na dużych wysokościach o dużej wytrzymałości zaproponowano zastosowania jako przekaźnik radiowy , do monitorowania pogody lub namierzania pocisków manewrujących .

Program NASA ERAST (Environmental Research Aircraft and Sensor Technology) został uruchomiony we wrześniu 1994 r. W celu badania UAV na dużych wysokościach i został zakończony w 2003 r. W lipcu 1996 r. Raport USAF Strikestar 2025 przewidywał, że UAV HALE utrzymają okupację powietrzną z 24-godzinnymi lotami. Biuro Rozpoznania Powietrznodesantowego Obrony przeprowadziło pokazy statków UAV o długiej żywotności. We wrześniu 1996 roku firma Israel Aircraft Industries szczegółowo opracowała projekt bezzałogowego statku powietrznego HALE.

W 2002 roku opublikowano Wstępny projekt niezawodności bezzałogowego statku powietrznego zasilanego energią słoneczną na dużych wysokościach o bardzo dużej wytrzymałości autorstwa G. Frulli. W ramach projektu Unii Europejskiej CAPECON , którego celem było opracowanie pojazdów HALE, Polska Akademia Nauk zaproponowała koncepcję PW-114 do lotu na odległość 20 km (66 000 stóp) w ciągu 40 godzin. Firma Luminati Aerospace zaproponowała, aby jej zasilany energią słoneczną samolot Substrata leciał w formacji jak wędrowne gęsi , aby zmniejszyć o 79% moc wymaganą dla lecącego samolotu, umożliwiając mniejszym płatowcom pozostawanie w powietrzu w nieskończoność do 50° szerokości geograficznej.

Projekt

Zmienność profilu wiatru wraz z wysokością z NASA, pokazująca minimalną prędkość wiatru między 17 a 22 km (56 000 a 72 000 stóp). Chociaż wartości bezwzględne będą się różnić, pokazane trendy są podobne dla większości lokalizacji.

Moc Moc: jest wymagana do ciągłej pracy, a wytrzymałość ogranicza konieczność tankowania. Trwałe samoloty zasilane energią słoneczną muszą magazynować energię światła dziennego na noc, w bateriach elektrycznych lub ogniwach paliwowych .

Wybór wysokości: Opór jest zmniejszony w rozrzedzonym powietrzu tropopauzy , znacznie powyżej silnych wiatrów 40–160 węzłów (74–296 km / h) i ruchu lotniczego w wysokiej troposferze między 20 000 a 35 000 stóp (6100 do 10 700 m). Utrzymanie pozycji przy zmiennym wietrze jest wyzwaniem. Stosunkowo łagodny wiatr i turbulencje nad prądem odrzutowym występują w większości miejsc w stratosferze między 17 a 22 km (56 000 a 72 000 stóp), chociaż jest to zmienne w zależności od szerokości geograficznej i pory roku. Wysokości powyżej 55 000 stóp (17 000 m) znajdują się również powyżej komercyjnego transportu lotniczego . Latanie w tropopauzie na wysokości 65 000 stóp (20 000 m) odbywa się ponad chmurami i turbulencjami z wiatrem poniżej 5 węzłów (9 km / h) oraz nad przestrzenią powietrzną klasy A regulowaną przez FAA , kończącą się na wysokości 60 000 stóp (18 000 m).

Porównanie z satelitami: Niższa wysokość obejmuje skuteczniej mały obszar, co oznacza niższy budżet łącza telekomunikacyjnego (przewaga 34 dB nad LEO , 66 dB nad GEO ), mniejsze zużycie energii i mniejsze opóźnienie w obie strony . Satelity są droższe, ich rozmieszczenie zajmuje więcej czasu i nie można uzyskać do nich rozsądnego dostępu w celu konserwacji. Satelita w próżni kosmicznej orbituje ze względu na swoją dużą prędkość , generując siłę odśrodkową odpowiadającą grawitacji. Zmiana orbity satelity wymaga zużycia bardzo ograniczonego zapasu paliwa.

Aplikacje

Satelity atmosferyczne mogą być wykorzystywane do monitorowania pogody , jako przekaźnik radiowy , do oceanografii lub obrazowania Ziemi , jak satelita orbitalny za ułamek kosztów. Inne zastosowania obejmują ochronę granic , patrole morskie i operacje antypirackie, reagowanie na katastrofy lub obserwacje rolnicze . Mogą zapewnić łączność internetową 5 miliardom ludzi, którzy jej nie mają, za pomocą 11 000 samolotów UAV lub balonów, takich jak Google Project Loon .

Usługi radiokomunikacyjne: Naukowcy rozważają w Europie HAPS, aby zapewnić użytkownikom szybką łączność na obszarach do 400 km ^{[ wyjaśnij ]} . HAPS może zapewnić przepustowość i przepustowość podobną do szerokopasmowej sieci dostępu bezprzewodowego, takiej jak WiMAX , na obszarze pokrycia podobnym do zasięgu satelity. Łączność wojskową można poprawić w odległych obszarach, takich jak Afganistan, gdzie górzysty teren zakłóca sygnały komunikacyjne.

Obserwacja i wywiad UAV: Northrop Grumman RQ-4 Global Hawk jest używany przez Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych do obserwacji i bezpieczeństwa. Niesie radar , optyczny i obraz na podczerwień ; i jest w stanie przesyłać swoje dane w czasie rzeczywistym.

Monitorowanie w czasie rzeczywistym: Obszar może być monitorowany pod kątem wykrywania powodzi , monitorowania sejsmicznego , teledetekcji i zarządzania klęskami żywiołowymi .

Monitorowanie pogody i środowiska: W celu monitorowania środowiska i pogody balony na dużych wysokościach mogą wykorzystywać sprzęt naukowy do mierzenia zmian w środowisku lub śledzenia pogody. We współpracy z National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), NASA zaczęła używać UAV Global Hawk do badania atmosfery ziemskiej.

Wystrzelenie rakiety: Ponad 90% materii atmosferycznej znajduje się poniżej platformy znajdującej się na dużej wysokości, co zmniejsza opór atmosferyczny dla startujących rakiet: „W przybliżeniu, rakieta, która osiąga wysokość 20 km (66 000 stóp) po wystrzeleniu z ziemi, osiągnie 100 km (54 mil morskich), jeśli zostanie wystrzelony z balonu na wysokości 20 km (66 000 stóp). Do wystrzelenia na orbitę zaproponowano sterowniki masowe . ^{[ potrzebna strona ]}

Samoloty

Samoloty rozpoznawcze , takie jak Lockheed U-2 z późnych lat pięćdziesiątych XX wieku, mogły latać na wysokości powyżej 70 000 stóp (21 000 m), a SR-71 z 1964 r . Na wysokości powyżej 80 000 stóp (24 000 m). Napędzany dwoma turbowentylatorami Myasishchev M-55 osiągnął wysokość 21360 m (70080 stóp) w 1993 roku, wariant M-17 oblatany po raz pierwszy w 1982 roku, który osiągnął 21830 m (71620 stóp) w 1990 roku.

Operacyjny

Zdolny do latania do 60 000 stóp (18 300 m) przez ponad 34 godziny, RQ-4 Global Hawk został oddany do służby w USAF w 2001 roku.

Grob G 520 Egrett: Załogowy Grob G 520 po raz pierwszy poleciał 24 czerwca 1987 r. I uzyskał certyfikat w 1991 r. Napędzany silnikiem turbośmigłowym Honeywell TPE331 , ma 33 m (108 stóp) szerokości, osiągnął 16 329 m (53 574 ft) i może pozostawać w powietrzu w ciągu 13 godzin.

Northrop Grumman RQ-4 Global Hawk Pierwszy lot: Northrop Grumman RQ-4 Global Hawk odbył się 28 lutego 1998 r., a do służby w USAF wszedł w 2001 r. RQ-4 o szerokości 131 stóp (40 m) i długości 48 stóp (14,5 m) to napędzany pojedynczym turbowentylatorem Rolls-Royce F137 , waży do 32250 funtów (14,6 t) podczas startu i przenosi ładunek o masie 3000 funtów (1360 kg) na odległość do 60 000 stóp (18300 m) przez ponad 34 godziny. Może być używany jako przekaźnik radiowy i może przenosić czujniki elektrooptyczne , podczerwieni , radar z syntetyczną aperturą (SAR) oraz wysoko- i niskopasmowe czujniki SIGINT . Łącznie 42 z nich służyło w Siłach Powietrznych Stanów Zjednoczonych . Jest podstawą MQ-4C Triton US Navy .

Guizhou WZ-7 szybujący smok ^{[ istotne? ]}: Guizhou WZ-7 Soaring Dragon , wyprodukowany przez Guizhou Aircraft Industry Corporation , to UAV HALE używany do rozpoznania wojskowego, w służbie PLAAF od co najmniej 2018 roku. Ma pułap serwisowy 18 km i zasięg 7000 km.

Bayraktar Akıncı ^{[ istotne? ]}: Bayraktar Akıncı UCAV o szerokości 20 m (66 stóp) został po raz pierwszy dostarczony 29 sierpnia 2021 r., Może latać przez 24 godziny, ma pułap serwisowy 12192 m (40000 stóp) i może przenosić ładunek o masie 1350 kg (2980 funtów).

Prototypy

Zasilany energią słoneczną

NASA Pathfinder Plus

AeroVironment/ NASA Pathfinder: Prototyp HALSOL , latające skrzydło o masie 185 kg (410 funtów) i szerokości 30 m (98,4 stopy), napędzane ośmioma silnikami elektrycznymi, po raz pierwszy poleciał w czerwcu 1983 r. Dołączył do programu NASA ERAST pod koniec 1993 r. jako Pathfinder, a z ogniwami słonecznymi pokrywającymi całe skrzydło dodanymi później, osiągnął 50 500 stóp (15 400 m) 11 września 1995 r., a następnie 71 530 stóp (21 800 m) w 1997 r. Pathfinder Plus miał cztery sekcje skrzydła Pathfindera z pięciu przymocowanych do dłuższa sekcja środkowa, zwiększająca rozpiętość do 121 stóp (37 m), przeleciała w 1998 roku i osiągnęła 80201 stóp (24445 m) 6 sierpnia tego roku.

Centurion NASA

AeroVironment / NASA Centurion / Helios Prototype: Lecąc pod koniec 1998 roku, Centurion miał przeprojektowany płat do dużych wysokości i rozpiętość zwiększoną do 206 stóp (63 m), 14 silników, cztery kapsuły pod spodem do przenoszenia akumulatorów, systemów i podwozia. Został zmodyfikowany do Helios Prototype , z szóstą sekcją skrzydła o długości 41 stóp (12 m) o rozpiętości 247 stóp (75 m) oraz piątym podwoziem i kapsułą systemową. Po raz pierwszy poleciał pod koniec 1999 r., Panele słoneczne dodano w 2000 r., A 13 sierpnia 2001 r. Osiągnął wysokość 96 863 stóp (29 524 m). Samolot produkcyjny miał latać do sześciu miesięcy. Rozpadł się w locie w 2003 roku.

Airbus Zephyr został pierwotnie zaprojektowany przez QinetiQ , komercyjną filię Ministerstwa Obrony Wielkiej Brytanii . UAV są zasilane ogniwami słonecznymi , które ładują akumulatory w ciągu dnia, aby pozostać w powietrzu w nocy. Najwcześniejszy model oblatano w grudniu 2005 roku. W marcu 2013 roku projekt został sprzedany firmie Airbus Defence and Space . Najnowszy model Zephyr 8/S waży 75 kg (165 funtów), ma rozpiętość skrzydeł 25 m (82 stóp) i osiągnął wysokość 23 200 m (76 100 stóp). Latem 2022 roku latał przez 64 dni.
Zephyr

Solar Impulse: Pierwszy załogowy demonstrator Solar Impulse odbył swój pierwszy lot 3 grudnia 2009 r. i przeleciał cały dobowy cykl słoneczny podczas 26-godzinnego lotu w lipcu 2010 r. Solar Impulse 2 o szerokości 71,9 m (236 stóp) i masie 2,3 tony (5100 funtów) po raz pierwszy poleciał 2 czerwca 2014 r., Mógł osiągnąć 12 000 m (39 000 stóp), a jego najdłuższy lot odbył się z Nagoi w Japonii do Kalaeloa na Hawajach ponad 117 godzin 52 min w dniu 28 czerwca 2015 r.

Titan Założona w 2012 roku w Nowym Meksyku firma Titan Aerospace opracowywała duże , zasilane energią słoneczną satelity atmosferyczne na dużych wysokościach, podobne do AeroVironment Global Observer lub QinetiQ Zephyr . Ich skrzydło o szerokości ponad 160 stóp (50 m) byłoby pokryte ogniwami słonecznymi dostarczającymi energię do lotu w ciągu dnia, przechowywaną w bateriach elektrycznych do użytku w nocy. Kosztując mniej niż 2 miliony dolarów, mogły przenosić ładunek o masie 70 funtów (30 kg) przez okres do pięciu lat, ograniczony przez zużycie baterii. W 2013 roku Titan latał dwoma modelami testowymi w piątej skali i zamierzał przetestować w locie pełnowymiarowy prototyp do 2014 roku. W marcu 2014 roku Facebook zainteresował się firmą, kierowaną wówczas przez założyciela Eclipse Aviation , Verna Raburna, za 60 milionów dolarów . Google kupił Titan Aerospace w kwietniu 2014 r., Udało mu się oblecieć prototyp w maju 2015 r., Ale rozbił się w ciągu kilku minut, a Titan Aerospace został zamknięty na początku 2017 r.
Aerospace Solara

KARI EAV-3 leciał przez 53 godziny i do 22 km (72 000 stóp) .

KARI EAV: Koreański Instytut Badań Lotniczych i Kosmicznych (KARI) rozpoczął prace nad elektrycznym statkiem powietrznym (EAV) w 2010 roku, po demonstracjach podskalowych, jego najnowszy EAV-3 o szerokości 20 m (66 stóp) waży 66 kg (146 funtów) i jest przeznaczony do latania przez miesiące; przeleciał do 14,2 km (47 000 stóp) w sierpniu 2015 r., w ciągu 53 godzin i do 22 km (72 000 stóp) w sierpniu 2020 r. Brytyjska agencja kartograficzna Astigan

A3 Survey (OS), spółka zależna Departamentu Biznesu, Energii & Industrial Strategy , opracowuje A3, HAPS o rozpiętości skrzydeł 38 m (125 stóp), ważący 149 kg (330 funtów) z podwójnym wysięgnikiem, zasilany energią słoneczną, przeznaczony do utrzymywania się w powietrzu na wysokości 67 000 stóp (20 000 m) przez 90 dni, przewożąc 25 kg ( 55 funtów) ładowność. OS jest właścicielem 51% brytyjskiej firmy Astigan, kierowanej przez Briana Jonesa , która rozwija A3 od 2014 roku z lotami testowymi modelu w 2015 roku i pełnowymiarowymi lotami na małej wysokości w 2016 roku. Loty na dużych wysokościach powinny rozpocząć się w 2019 roku, aby zakończyć testy w 2020 z komercyjnym wprowadzeniem w zakresie monitoringu środowiska , mapowania , komunikacji i bezpieczeństwa. W marcu 2021 roku projekt został zakończony z powodu braku partnera strategicznego.
Ordnance

Facebook Aquila UAV: Facebook Aquila był latającym UAV z włókna węglowego, zasilanym energią słoneczną, o rozpiętości 132 stóp (40 m) i wadze 935 funtów (424 kg), zaprojektowany do utrzymywania się w powietrzu na poziomie FL650 przez 90 dni. Został zaprojektowany i wyprodukowany przez brytyjską firmę Ascenta dla Facebooka w celu zapewnienia łączności z Internetem. UAV wykorzystywałyby komunikację laserową między nimi a stacjami naziemnymi. 28 czerwca 2016 r. Odbył swój pierwszy lot, trwający dziewięćdziesiąt minut i osiągający wysokość 2150 stóp (660 m), ale dwudziestostopowy odcinek prawego skrzydła odłamał się podczas końcowego podejścia. W 2017 roku wykonał kolejne loty testowe na małej wysokości. 27 czerwca 2018 roku Facebook ogłosił, że wstrzyma projekt i planuje zlecić budowę dronów innym firmom.

China Aerospace Science and Technology Corporation: China Aerospace Science and Technology Corporation przeleciała zasilanym energią słoneczną UAV o rozpiętości 147 stóp (45 m) do FL650 podczas 15-godzinnego lotu testowego w lipcu 2017 r.

Ławoczkin LA-252: Rosyjskie biuro projektowe Ławoczkin przeprowadza testy w locie LA-252, rozpiętość 82 stóp (25 m), ważący 255 funtów (116 kg) UAV zasilany energią słoneczną, zaprojektowany do pozostawania w stratosferze przez 100 dni.

UAVOS ApusDuo: Amerykański producent UAV UAVOS po raz pierwszy poleciał ApusDuo w październiku 2018 r. Dwuskrzydłowy samolot o szerokości 15 m (49 stóp) ma ogniwa słoneczne o sprawności 21%, waży 43 kg (95 funtów) i przewozi 2 kg (4,4 funta) ładunek; może osiągnąć 59 000 stóp (18 km), może działać przez cały rok do 20° szerokości geograficznej , może latać z prędkością 8 m/s (16 węzłów) na poziomie morza i 27 m/s (52 węzłów) na wysokości 15 000 m (49 000 stopy).

AeroVironment HAPSMobile: AeroVironment za 65 milionów dolarów zaprojektuje i opracuje prototypy UAV zasilane energią słoneczną dla HAPSMobile , spółki joint venture w 95% finansowanej i będącej własnością japońskiej firmy telekomunikacyjnej SoftBank . Przypominający Heliosa z 1999 roku, latające skrzydło o rozpiętości 256 stóp (78 m) z 10 śmigłami napędzanymi elektrycznie zapewniłoby 4G LTE i 5G bezpośrednio do urządzeń na obszarze o średnicy 200 km (125 mil). W dniach 21–22 września 2020 r. HAPSMobile Hawk30 (przemianowany na Sunglider ) przeleciał 20 godzin i osiągnął wysokość 62 500 stóp (19,1 km), testując długodystansową komunikację LTE opracowaną z Loon dla standardowych smartfonów LTE i bezprzewodowej komunikacji szerokopasmowej.

BAE Systems PHASA-35: Zaprojektowany przez Prismatic Ltd., obecnie BAE Systems , BAE Systems PHASA-35 o rozpiętości skrzydeł 35 m (115 stóp) odbył swój dziewiczy lot w lutym 2020 r. Z poligonu testowego Woomera w Australii Południowej; powinien latać z ładunkiem 15 kg (33 funtów) na wysokości około 70 000 stóp przez dni lub tygodnie.

Swift Engineering SULE: Swift Engineering 's Swift Ultra Long Endurance SULE zakończył swój dziewiczy lot we współpracy z Ames Research Center NASA w lipcu 2020 r. Zaprojektowany do działania na wysokości 70 000 stóp (21 000 m), wytrzymały 72-stopowy (22 m) UAV waży mniej niż 180 funtów (82 kg) i może przenosić do 15 funtów (6,8 kg) ładunków.

Aurora Odysseus: Firma Aurora Flight Sciences zapowiedziała swojego Odyseusza w listopadzie 2018 r. Samolot z włókna węglowego o szerokości 74,1 m (243 stóp) waży mniej niż 880 kg (1940 funtów) i może przenosić ładunek o masie 25 kg (55 funtów). Został zaprojektowany tak, aby mógł pozostawać na wysokości powyżej 65 000 stóp (20 000 m) do trzech miesięcy na szerokościach geograficznych do 20 °. Jego pierwszy lot został bezterminowo opóźniony do lipca 2019 r.

HAPS zasilany energią słoneczną
Model	Pierwszy lot	Zakres	Waga	Ładunek	Wysokość	Wytrzymałość	Status
Wyszukiwarka AeroVironment	1993-T4	98,4 stóp (29,5 m)	560 funtów (252 kg)	100 funtów (45 kg)	71530 stóp (21800 m)	12 godzin
AeroVironment Pathfinder plus	1998	121 stóp (36,3 m)	700 funtów (315 kg)	150 funtów (67,5 kg)	80201 stóp (24445 m)
AeroVironment Helios	1999-09-08	247 stóp (75 m)	2048 funtów (929 kg)	726 funtów (329 kg)	96863 stóp (29524 m)	cel: >24 godziny	Katastrofa z 2003 roku
Airbusa Zefira	2005-12	82 stopy (25 m)	165 funtów (75 kg)	11 funtów (5 kg)	76100 stóp (23200 m)	64 dni	Wstęp planowany na 2024 rok.
Titan Aerospace Solara	2015-05-01	160 stóp (50 m)		70 funtów (30 kg)	520 stóp (160 m)	4 min	2017 zamknięty
KARI EAV-3	2015-08	66 stóp (20 m)	146 funtów (66 kg)		72 000 stóp (22 km)	53 godziny
Brytyjski system operacyjny Astigan A3	2016	125 stóp (38 m)	330 funtów (149 kg)	55 funtów (25 kg)	cel: 67 000 stóp (20 000 m)	cel: 90 dni	Koniec projektu 2021
Facebook Aquila	2016-06-28	132 stóp (40 m)	935 funtów (424 kg)		2150 stóp (660 m)	90 min	Wstrzymanie projektu 2018
CASTC	2017-07	147 stóp (45 m)			65 000 stóp (20 000 m)	15 godzin
Ławoczkin LA-252	2017-T4	82 stopy (25 m)	255 funtów (116 kg)		cel: stratosfera	Cel: 100 dni
UAVOS ApusDuo	2018-10	49 stóp (15 m)	95 funtów (43 kg)	4,4 funta (2 kg)	59 000 stóp (18 km)	Cel: całoroczny
AeroVironment HAPSMobile	2019-09-11	256 stóp (78 m)			62500 stóp (19,1 km)	20 godzin
BAE Systems PHASA-35	2020-02	115 stóp (35 m)	330 funtów (150 kg)	33 funty (15 kg)	cel: 70 000 stóp	72 godziny
Swift Engineering SULE	2020-07	72 stopy (22 m)	180 funtów (82 kg)	15 funtów (6,8 kg)	cel: 70 000 stóp (21 000 m)

Zasilany węglowodorami

Ryan YQM-98 R-Tern z programu Compass Cope po raz pierwszy poleciał 17 sierpnia 1974 roku i został zaprojektowany do lotu na wysokość do 70 000 stóp (21 340 m) i przez 30 godzin

USAF Compass Dwell i Compass Cope: Program USAF Compass Dwell UAV obejmował lot LTV XQM-93 w lutym 1970 r., oparty na szybowcu Schweizer SGS 2-32 z napędem turbośmigłowym i zaprojektowany do lotu przez 24 godziny i osiągnięcia wysokości 50 000 stóp (15 240 M); oraz Martin Marietta Model 845 z kwietnia 1972 r., oparty na szybowcu Schweizer SGS 1-34 napędzanym silnikiem tłokowym , zaprojektowanym do osiągnięcia wysokości 40 000 stóp (12 000 m) i zdolnym do lotu przez 28 godzin. W poniższym programie Compass Cope Boeing YQM-94 B-Gull odbył pierwszy lot 28 lipca 1973 r .: napędzany silnikiem turboodrzutowym General Electric J97 , został zaprojektowany do lotu przez 30 godzin na wysokość do 70 000 stóp (21 340 m) i udało mu się latać podczas 17,4 godziny i do 55 000 stóp (16 800 m); konkurencyjny Ryan YQM-98 R-Tern był napędzany turbowentylatorem Garrett ATF3 , po raz pierwszy poleciał 17 sierpnia 1974 r. i został zaprojektowany do lotu przez 30 godzin.

Boeing Condor: Boeing Condor po raz pierwszy wzbił się w powietrze 9 października 1988 r., osiągnął wysokość 67 028 stóp (20 430 m) i utrzymywał się w powietrzu przez prawie 60 godzin; napędzany dwoma silnikami tłokowymi o mocy 175 KM (130 kW), UAV o szerokości 200 stóp (61 m) miał masę całkowitą 20300 funtów (9200 kg) i został zaprojektowany do osiągnięcia 73 000 stóp (22250 m) i latania przez ponad tydzień .

Aurora Perseus i Tezeusz: Zbudowany przez Aurora Flight Sciences na potrzeby programu NASA ERAST , Perseus Proof-of-Concept UAV po raz pierwszy poleciał w listopadzie 1991 r., a następnie Perseus A 21 grudnia 1993 r., który osiągnął ponad 50 000 stóp (15 000 m). Zaprojektowany do lotu na wysokości 62 000 stóp (18,9 km) i do 24 godzin, Perseus B po raz pierwszy poleciał 7 października 1994 r. I osiągnął 60 280 stóp (18 370 m) 27 czerwca 1998 r. Jego pchacz napędzany jest silnikiem tłokowym Rotax 914 wzmocnionym przez trzystopniową turbosprężarkę o płaskiej mocy znamionowej do 105 KM (78 kW) do 60 000 stóp (18 000 m). Ma maksymalną masę 2500 funtów (1100 kg), jest w stanie unieść ładunek o masie 260 funtów (120 kg), a jego skrzydło o długości 71,5 stopy (21,8 m) ma wysoki współczynnik kształtu 26: 1 . Większy następca, napędzany dwoma Rotax 912 , Tezeusz po raz pierwszy poleciał 24 maja 1996 r. Zaprojektowany do lotu przez 50 godzin do 65 000 stóp (20 000 m), maksymalny UAV o masie 5500 (2,5 t) miał 140 stóp (42,7 m) szerokości i mógł przenosić ładunek o masie 340 kg (750 funtów).

Grob Strato 2C: Zaprojektowany do lotu na wysokości 24 000 m (78 700 stóp) i do 48 godzin, załogowy Grob Strato 2C po raz pierwszy poleciał 31 marca 1995 r. I osiągnął 18 552 m (60 897 stóp). Samolot o szerokości 56,5 m (185 stóp) był napędzany dwoma silnikami tłokowymi o mocy 300 kW (400 KM) z turbodoładowaniem przez turbośmigłowy PW127 jako generator gazu.

Lockheed Martin RQ-3 DarkStar ^{[ istotne? ]}: Lockheed Martin RQ-3 DarkStar to statek zorientowany na wysoki stopień ukrycia , zbudowany w celu optymalnego działania na silnie bronionych obszarach w celu prowadzenia rozpoznania. Statek ma unosić się nad celami przez co najmniej osiem godzin na wysokości 13,7 km (45 000 stóp) i więcej.

General Atomics Altus II z napędem tłokowym po raz pierwszy poleciał 1 maja 1996 roku i osiągnął 57 300 stóp (17 500 m)

General Atomics ALTUS ,: będący częścią programu NASA ERAST , latający na dużych wysokościach UAV General Atomics ALTUS I i II były cywilnymi wariantami Gnat 750 (z którego zrodził się również USAF Predator A ), który wytrzymał 48 godzin, z większą rozpiętością skrzydeł wynoszącą 55,3 stopy (16,9 m). Napędzany turbodoładowanym Rotax 912 o mocy 100 KM (75 kW) , stanowisko testowe o maksymalnej masie startowej 2130 funtów (970 kg) mogło pomieścić do 330 funtów (150 kg) instrumentów naukowych. Altus II po raz pierwszy poleciał 1 maja 1996 r., Wytrzymał ponad 26 godzin i osiągnął maksymalną wysokość gęstości 57 300 stóp (17 500 m) 5 marca 1999 r. Doprowadziły one do powstania większego General Atomics Altair z napędem turbośmigłowym .

Scaled Composites Proteus: Załogowy Scaled Composites Proteus operuje na wysokości 19,8 km (65 000 stóp), przewożąc ładunek o masie 1100 kg (2400 funtów). Napędzany dwoma Williams FJ44 , miał tandemowe skrzydła z przednim skrzydłem o długości 17 m (55 stóp) i szerszym tylnym skrzydłem o szerokości 24 m (78 stóp), co zapewniało maksymalną masę startową 6,6 t (14500 funtów), mógł latać z prędkością 450 km/h (240 węzłów) i pozostać 22 godziny na 925 km (500 mil morskich) od swojej bazy.

Virgin Atlantic GlobalFlyer: Załogowy GlobalFlyer , zbudowany przez Scaled Composites , został zaprojektowany do latania dookoła świata. Napędzany pojedynczym silnikiem Williams FJ44 w lutym 2006 roku.

samolot o szerokości 114 stóp (35 m) może ważyć do 22 100 funtów (10 ton). Mając

sufit na leciał przez 76 godzin i 45 minut silniki tłokowe zasilane ciekłym wodorem ; jego masa startowa 7000 funtów (3,2 tony), co pozwala na ładowność 400 funtów (180 kg). Ewoluował w dwusilnikowy MALE UAV napędzany silnikiem wysokoprężnym , spalający paliwo do silników odrzutowych, o masie całkowitej zwiększonej do 11 000 funtów (5000 kg), zaprojektowany do lotu na wysokości 20 000 stóp (6100 m) przez 120 godzin (pięć dni) z ładunkiem o masie 1000 funtów lub tydzień z mniejszym; wykonał swój pierwszy lot w sierpniu 2013 r. i leciał przez 80 godzin w grudniu 2015 r., lądując z wystarczającą ilością paliwa na 37 godzin dłużej.
wysokości 50 700 stóp (15 450 m),

Shenyang Aircraft Corporation Divine Eagle: Divine Eagle , produkowany przez Shenyang Aircraft Corporation , to duży UAV z napędem turbowentylatorowym, rozwijany od 2012 roku i prawdopodobnie w służbie do 2018 roku . pułap 25 km (82 000 stóp) i 0,8 Macha.

Zasilany wodorem

Zasilany wodorem Boeing Phantom Eye powinien osiągnąć wysokość 65 000 stóp (19 800 m) w ciągu czterech dni.

AeroVironment Global Observer: Napędzany ciekłym wodorem i zaprojektowany do lotu na wysokości do 65 000 stóp (20 000 m) przez maksymalnie 7 dni, AeroVironment Global Observer odbył swój pierwszy lot 5 sierpnia 2010 r. Po katastrofie w kwietniu 2011 r. Pentagon odłożył projekt na półkę.

Boeing Phantom Eye: Ewolucja Boeinga Condor , opracowana przez Boeing Phantom Works , Boeing Phantom Eye po raz pierwszy poleciał w czerwcu 2012 roku. Napędzany dwoma turbodoładowanymi silnikami tłokowymi Forda o pojemności 2,3 litra i mocy 150 KM (110 kW), zasilanymi ciekłym wodorem , 150-stopowy (46 m) szeroki UAV ma masę startową brutto 9800 funtów (4,4 t) i może przenosić 450 funtów (200 kg) ładunku. Płynie z prędkością 150 węzłów (280 km / h), może osiągnąć 65 000 stóp (19 800 m) i wytrzymać cztery dni. Wariant pełnowymiarowy jest przeznaczony do przenoszenia ładunku o masie 2000 funtów (910 kg) przez dziesięć dni. W sierpniu 2016 roku demonstrator Phantom Eye został przekazany do Air Force Flight Test Museum .

Stratospheric Platforms: UK Stratospheric Platforms, utworzona w 2014 roku, weszła na giełdę 19 października 2020 roku; po próbach w locie przekaźnika 4G/ 5G na Grob G 520 na wysokości 14 000 m, start-up opracowuje UAV HAPS zasilany wodorowymi ogniwami paliwowymi , zbudowany przez Scaled Composites , o rozpiętości skrzydeł 60 m (200 ft), który latałby na wysokości 60 000 stóp (18 000 m) przez dziewięć dni z ładunkiem 140 kg (310 funtów).

sterowce

Bezzałogowe sterowce Stratospheric są zaprojektowane do działania na bardzo dużych wysokościach od 60 000 do 75 000 stóp (18,3 do 22,9 km) przez tygodnie, miesiące lub lata. Podatne na uszkodzenia spowodowane promieniowaniem ultrafioletowym , korozję ozonową i trudne utrzymywanie stacji, mogą być zasilane energią słoneczną z magazynowaniem energii na noc.

Pierwszy lot sterowca z napędem stratosferycznym odbył się w 1969 roku, osiągając 70 000 stóp (21 km) przez 2 godziny z ładunkiem 5 funtów (2,3 kilograma). Do sierpnia 2002 roku amerykańska firma Worldwide Eros budowała demonstrator stratosfery dla Korea Aerospace Research Institute w ramach południowokoreańskiego programu rozwojowego HAA. Do kwietnia 2004 roku sterowce stratosferyczne były opracowywane w USA, Wielkiej Brytanii, Kanadzie, Korei i Japonii. W maju 2004 roku Japan Aerospace Exploration Agency pokazała swój testowy sterowiec w Taiki na Hokkaido w ramach projektu Stratosphere Platform Project.

SwRI HiSentinel: 4 grudnia 2005 roku zespół kierowany przez Southwest Research Institute (SwRI), sponsorowany przez Army Space and Missile Defense Command (ASMDC), z powodzeniem zademonstrował lot sterowca stratosferycznego HiSentinel z napędem na wysokości 74 000 stóp (23 km ).

Projekt USAF Integrated Sensor is Structure

Integrated Sensor Is Structure Sterowiec: USAF Integrated Sensor Is Structure (ISIS) pozostawałby przez okres do dziesięciu lat na wysokości 70 000 stóp (21 000 m), zapewniając ciągłe wczesne ostrzeganie przed pociskami manewrującymi z odległości do 600 km (320 mil morskich) lub wrogimi bojownikami do 300 km (160 mil morskich).

Lockheed-Martin HAA: Agencja Obrony Przeciwrakietowej Departamentu Obrony Stanów Zjednoczonych zleciła firmie Lockheed Martin zbudowanie bezzałogowego sterowca na dużych wysokościach (HAA) dla systemu obrony przeciwrakietowej . W styczniu 2006 roku Lockheed wygrał kontrakt o wartości 149 milionów dolarów na jego budowę i zademonstrowanie jego technicznej wykonalności i użyteczności wojskowej. Działałby na wysokości powyżej 60 000 stóp (18 000 m) w pozycji quasi-geostacjonarnej, zapewniając trwałe utrzymywanie stacji orbitalnej jako platforma samolotu obserwacyjnego , przekaźnik telekomunikacyjny lub obserwator pogody. Uruchomienie zostało pierwotnie zaproponowane w 2008 roku, samolot produkcyjny miałby 500 stóp (150 m) długości i 150 stóp (46 m) średnicy. Zasilany ogniwami słonecznymi, pozostawałby w powietrzu do jednego miesiąca i miał badać obszar o średnicy 600 mil (970 km).

Lockheed-Martin HALE-D: 27 lipca 2011 r. demonstrator podskali „ High Altitude Long Endurance-Demonstrator ” (HALE-D) został wystrzelony w lot testowy. HALE-D miał objętość 500 000 stóp sześciennych (14 000 m ³ ), 73 m długości i 21 m szerokości, miał ogniwa słoneczne o mocy 15 kW (20 KM) ładujące akumulatory litowo-jonowe o pojemności 40 kWh i 2 Silniki elektryczne kW (2,7 KM) do rejsu z prędkością 20 węzłów (37 km / h) TAS na wysokości 60 000 stóp (18 000 m) z ładunkiem 50 funtów (23 kg) przez 15 dni. Na wysokości 32 000 stóp (9800 m) uniemożliwił to problem z poziomem helu i lot został przerwany. Zszedł i rozbił się w lesie w Pensylwanii. Dwa dni później został zniszczony przez pożar przed odzyskaniem.

Sterowiec Lindstrand HALE: Firma Lindstrand Technologies zaprojektowała wypełniony helem niesztywny statek powietrzny pokryty ogniwami słonecznymi. Samolot o masie 14 ton (31 000 funtów) mógłby przenosić ładunek o masie 500 kg (1100 funtów) przez 3 do 5 lat, ponieważ utrata helu byłaby minimalna na dużych wysokościach. W celu magazynowania energii elektrolizer o mocy 180 kW napełniłby zbiorniki H2 i O2, które następnie zostałyby przekształcone z powrotem w wodę przez ogniwo paliwowe o mocy 150 kW . Silnik o mocy 80 kW (110 KM) pozwalałby na osiągnięcie maksymalnej prędkości 24 m/s (47 węzłów).

Sterowiec Stratobus

Thales Alenia Stratobus: Firma Thales Alenia Space opracowuje bezzałogowy sterowiec stratosferyczny zasilany energią słoneczną Stratobus o długości 377 stóp (115 m) i masie 15 000 funtów (6800 kg), w tym 550 funtów (250 kg) ładunku. misja z corocznym serwisowaniem i wykonaniem prototypu zaplanowano na koniec 2020 r.

H-Aero: H-Aero Systemy startowe oparte na LTA do eksploracji Marsa, których rozwój odbywa się za pośrednictwem naziemnych platform wysokogórskich. Pierwsze systemy zostały przetestowane do 2021 r. ^{[ potrzebne lepsze źródło ]}

Balony

Balon Google Project Loon

Geostacjonarny satelita balonowy (GBS) leci w stratosferze (60 000 do 70 000 stóp (18 do 21 km) nad poziomem morza) w stałym punkcie nad powierzchnią Ziemi. Na tej wysokości powietrze ma 1/10 swojej gęstości na poziomie morza . GBS mógłby być wykorzystany do zapewnienia szerokopasmowego dostępu do Internetu na dużym obszarze. Jednym z wcześniejszych projektów był Google Project Loon , który przewidywał użycie balonów na dużych wysokościach wypełnionych helem .

Wiropłat

Boeing A160 Hummingbird: Boeing A160 Hummingbird to wiropłat produkowany przez firmę Boeing. Po raz pierwszy oblatany w 2002 roku, program miał na celu 24-godzinną wytrzymałość i wysokość 30 000 stóp (9100 m), ale został porzucony w grudniu 2012 roku.

Dalsza lektura

„Sojusz HAPS” .
„Centrum aplikacji platform dużych wysokości” . Uniwersytet Yorku .
R. Struzak (2004). „Telekomunikacja mobilna przez stratosferę” (PDF) . Interkomy . Firma Entico.
Flavio Araripe d'Oliveira ( Instituto de Aeronáutica e Espaço ); i in. (8 czerwca 2016). „Platformy wysokościowe - obecna sytuacja i trendy technologiczne” . Journal of Aerospace Technology and Management .
„Systemy platform na dużych wysokościach” (PDF) . 2.0. GSMA . Luty 2022. Wieże na niebie