Testele recente efectuate în tunelul aerodinamic de către cercetătorii chinezi au evidențiat progrese semnificative în aplicarea tehnologiei de excitație cu plasmă, o inovație care ar putea transforma performanțele aerodinamice ale dronelor de mare altitudine. Noile descoperiri indică faptul că aceste aeronave ar putea zbura considerabil mai mult timp decât permiteau tehnologiile actuale, scrie publicaţia SCMP.
Potrivit cercetătorilor, plasma generată prin curenți de înaltă tensiune poate crește raportul portanță-rezistență al aripii unei drone cu până la 88% – o îmbunătățire esențială, întrucât un raport mai mare indică un zbor mai eficient.
"Această tehnologie are potențialul de a extinde autonomia dronelor HALE (Altitudine mare-Anduranță lungă", a declarat echipa condusă de Zhang Xin, cercetător principal în cadrul Laboratorului Cheie de Aerodinamică al Centrului Chinez pentru Cercetare și Dezvoltare Aerodinamică (CARDC).
Cu sediul în Mianyang, provincia Sichuan, CARDC dispune de unele dintre cele mai mari și mai avansate tuneluri aerodinamice din lume, infrastructuri esențiale pentru simularea realistă a condițiilor de zbor. Rezultatele studiului au fost publicate în aprilie în Jurnalul Chinez de Mecanică Teoretică și Aplicată, principala publicație de aerodinamică din China.
O soluție la limitările actuale ale dronelor HALE
Chiar dacă dronele de ultimă generație, precum RQ-4 Global Hawk din SUA și CH-9 din China, pot zbura deja la altitudini de peste 10.000 de metri timp de 40 de ore, cercetătorii cred că performanțele acestora pot fi depășite.
La aceste altitudini, aerul rarefiat reduce considerabil eficiența zborului, iar vitezele mici, necesare pentru unele misiuni, pot duce la o creștere semnificativă a rezistenței aerodinamice. Zhang și echipa sa au constatat, prin simulări, că atunci când viteza unei drone scade de la 15 m/s la 8 m/s (sub 30 km/h), raportul portanță-rezistență se reduce cu peste 60%.
Pentru a contracara acest efect, cercetătorii au propus instalarea unor generatoare de plasmă pe aripile dronelor. Aceste dispozitive funcționează la o tensiune de 16.000 de volți, ionizând aerul de 8.000 de ori pe secundă, producând explozii de particule încărcate electric.
Această plasmă energizată modifică comportamentul fluxului de aer, prevenind fenomenul periculos de separare a curentului (în care aerul se desprinde haotic de aripă) și permițând dronelor să mențină portanța chiar și la viteze foarte mici, esențial pentru misiuni de supraveghere sau zbor la altitudine mare.
Turbulențele generate – risc și oportunitate
Totuși, această tehnologie are și provocări. Turbulențele create de plasma activă pot destabiliza drona, mai ales în timpul urcărilor abrupte sau în viraje rapide. Cercetătorii recunosc acest risc și spun că urmează să dezvolte strategii de control avansate pentru a gestiona comportamentul instabil al fluxului de aer.
"Următoarea etapă a cercetării va include dezvoltarea unor strategii optime de control prin experimente de înaltă frecvență, cu scopul de a implementa un sistem eficient de control în buclă închisă pentru dronele cu acoperire de plasmă", explică echipa lui Zhang.
Importanță strategică și implicare militară
Dronele HALE joacă un rol esențial în misiuni de recunoaștere, supraveghere și răspuns în caz de dezastru, atât în scopuri militare, cât și civile. Cererea pentru astfel de platforme este în continuă creștere la nivel global.
În acest context, la începutul anului, China a prezentat imagini cu testele avioanelor sale de luptă de generația a șasea. Designul avansat, de tip stealth (N.r. - discreţie, silenţios), al acestor aparate sugerează, potrivit analiștilor militari, că cercetarea aerodinamică a Chinei ar putea fi în fruntea competiției internaționale din acest domeniu.
Această inovație în tehnologia cu plasmă se adaugă arsenalului de soluții avansate pe care China le dezvoltă pentru a îmbunătăți performanțele aeronavelor viitorului, cu aplicații clare atât în domeniul apărării, cât și în cel civil.