Máy bay không người lái chạy bằng năng lượng mặt trời

Benjamin David, với một thập kỷ kinh nghiệm tại Airbus Defense & Space, đã thành lập công ty XSun dựa trên một ý tưởng khá đơn giản: Áp dụng các công nghệ vũ trụ để sử dụng ở độ cao thấp hơn. Hướng tiếp cận này đã tạo ra SolarXOne: Một chiếc drone chạy điện, năng lượng mặt trời, hoàn toàn khép kín với thiết kế cánh đôi (tandem wing).

Với hình dáng giống chuồn chuồn, SolarXOne sở hữu hiệu suất khí động học tuyệt vời và diện tích bề mặt pin mặt trời lớn, giúp thu thập tối đa năng lượng mặt trời. Tất cả được vận hành trong một môi trường hoàn toàn bằng điện với hiệu suất cực cao.

"Chúng tôi tin chắc rằng sự kết hợp giữa các công nghệ mới và nguồn năng lượng tái tạo sẽ đáp ứng tốt nhất các thách thức hiện tại về môi trường, kinh tế và xã hội," Benjamin David chia sẻ. Ông cũng nhấn mạnh rằng năng lượng mặt trời giúp tăng tuổi thọ pin trên máy bay lên gấp 3 lần.

Giống như một vệ tinh, SolarXOne được tích hợp vô số công nghệ. Mang hình hài lai giữa máy bay và drone, chiếc UAV (phương tiện bay không người lái) này nặng 25 kg, sải cánh 4,50 m và sở hữu nhiều điểm đột phá:

• Dễ sử dụng: Vận hành đơn giản như một chiếc drone thông thường nhưng mang lại hiệu suất của một máy bay thực thụ.

• Triển khai nhanh: Sẵn sàng cất cánh chỉ trong 30 phút.

• Tầm hoạt động: Bay liên tục trong 12 giờ không nghỉ.

• Yên tĩnh: Nhờ chạy hoàn toàn bằng điện, drone hoạt động mà không gây ra tiếng ồn.

• Khả năng xử lý tuyệt vời: Nhờ cấu hình khí động học kết hợp với các lựa chọn kỹ thuật tối ưu.

• Đáng tin cậy: Có các hệ thống dự phòng để đảm bảo độ tin cậy cao cho người dùng.

• Bảo trì thấp: Các thiết bị chạy điện hoàn toàn đòi hỏi rất ít công sức bảo dưỡng.

• Bay ngày và đêm: Pin trên máy bay được sạc bằng năng lượng mặt trời, cho phép hoạt động liên tục.

• Tải trọng vượt trội: Có thể mang theo máy quay hiệu suất cao, camera nhiệt, LIDAR, v.v. SolarXOne có thể chở tới 5 kg tải trọng, bao gồm các công nghệ liên lạc và an toàn mới nhất.

• Tuân thủ tiêu chuẩn hàng không: UAV có thể được chứng nhận ở cấp độ cao nhất và dễ dàng xin cấp phép bay trên toàn thế giới.

Ứng dụng rộng rãi

Với phạm vi bay hàng ngày lên tới 600 km, SolarXOne có thể bay qua hàng ngàn mẫu Anh, cung cấp hình ảnh có độ phân giải chính xác đến từng centimet. Do đó, nhiều lĩnh vực đang rất quan tâm đến chiếc drone này cho đa dạng các nhiệm vụ:

• Lập bản đồ và địa hình cho các khu vực rộng lớn trên đất liền hoặc trên biển (như khu bảo tồn thiên nhiên).

• Khảo sát nhiếp ảnh độ phân giải cực cao cho các cơ sở hạ tầng tuyến tính quy mô lớn (đường ống, đường dây điện, đường bộ, sông ngòi,...).

• Khảo sát nhiếp ảnh cho nông nghiệp chính xác, ví dụ như lập bản đồ rừng.

• Các nhiệm vụ giám sát và kiểm tra.

XSun không chỉ bán drone mà còn cung cấp dịch vụ SolarXOne thông qua đội ngũ vận hành của mình. Họ sẽ trực tiếp bay drone thay cho những khách hàng chỉ có nhu cầu thu thập dữ liệu.

SolarXOne được trang bị hai động cơ ECX 87 Flat đã qua tùy chỉnh, được bố trí ở phần đầu của máy bay

"maxon chắc chắn là lựa chọn tốt nhất"

Hiệu quả, chất lượng, độ tin cậy và độ bền - đó là những nguyên tắc cốt lõi trong thiết kế của SolarXOne.

"Vì thiết kế hoàn toàn bằng điện, chúng tôi phải phấn đấu tiết kiệm chi phí và năng lượng trong từng bộ phận lắp ráp. Đó là lý do tại sao việc hợp tác với những đơn vị tốt nhất là điều thiết yếu, và đối với hệ thống đẩy, đó chính là maxon," nhà sáng lập XSun cho biết.

Thách thức đặt ra cho hệ thống đẩy là tìm kiếm các hệ thống nhỏ nhất, hiệu suất cao nhất và đáng tin cậy nhất có thể, với các yêu cầu khắt khe gần như trong lĩnh vực hàng không vũ trụ.

"Trong ba lĩnh vực đó, maxon chắc chắn là tốt nhất. Không phải ngẫu nhiên mà họ cung cấp động cơ robot cho NASA! Chúng tôi rất vui mừng khi thấy maxon gia nhập thị trường drone, và sự hợp tác của chúng tôi đã được thiết lập rất nhanh chóng," Benjamin David nói thêm.

Mọi khía cạnh công nghệ đều phải được đẩy đến giới hạn để drone có thể bay hoàn toàn độc lập trong hơn 12 giờ. XSun đã tận dụng chuyên môn của maxon trong ba lĩnh vực: Bộ điều khiển, Động cơ và Hệ thống đẩy.

"Từ quan điểm năng lượng, mục tiêu là giữ mức tiêu thụ thấp nhất có thể trong khi vẫn duy trì trọng lượng nhẹ nhất: một thách thức công nghệ thực sự!" Michael Niemaz, Kỹ sư Dự án Hàng không Vũ trụ tại maxon, người đã làm việc với XSun từ năm 2019, nhớ lại.

Khi đó, maxon mới chỉ ra mắt dòng động cơ drone đầu tiên. Để đáp ứng yêu cầu của XSun, maxon đã tùy chỉnh một trong những động cơ không chổi than dành cho drone của mình: ECX 87 Flat.

Luise Löskow, Quản lý Dự án Hàng không tại maxon, chia sẻ: "Khi chúng tôi bắt đầu làm việc với XSun, thiết kế của loại động cơ này chỉ tồn tại ở dạng cơ bản. Chúng tôi phải tùy chỉnh một sản phẩm vẫn đang trong quá trình phát triển, tích hợp thêm các tính năng mới như cảm biến. Cuối cùng, chúng tôi đã tăng công suất của động cơ ECX 87 Flat và sửa đổi cuộn dây để đạt hiệu quả đẩy tối ưu. SolarXOne hiện được trang bị hai động cơ ECX 87 Flat tùy chỉnh đặt ở phía trước máy bay."

Để SolarXOne có thể bay qua các thành phố một cách an toàn tuyệt đối, XSun muốn drone của mình được chứng nhận ở mức cao nhất có thể. Đây là lúc chuyên môn của maxon đóng vai trò quan trọng, bởi họ cung cấp chất lượng chế tạo đảm bảo động cơ đủ độ tin cậy để được chứng nhận trong tương lai.

Theo The Robot Report