„Primul sistem hibrid real de propulsie pentru drone din lume” a fost prezentat în Israel.

Industria de apărare a țării se pregătește să introducă un nou sistem de propulsie pentru drone militare, care îmbină arderea combustibilului cu energia electrică, cu scopul de a prelungi durata misiunilor, menținând în același timp zgomotul și semnăturile la un nivel redus.

Elbit Systems susține o nouă abordare a propulsiei dronelor

Gigantul israelian din domeniul apărării, Elbit Systems, integrează un grup motopropulsor hibrid în vehiculele sale aeriene fără pilot, mizând că o configurație mixtă combustie–electric poate oferi aeronavelor un salt major de anduranță. Compania a semnat un acord cu specialistul local Lowental Hybrid pentru a adopta sistemul său Native Parallel Hybrid pe anumite platforme.

În loc să înlocuiască întregul motor sau să reproiecteze fuselajul, sistemul este conceput să se potrivească pe celule existente, cu modificări structurale minime. Pentru marii contractori din apărare, această promisiune este atractivă: flotele deja aflate în serviciu ar putea obține performanțe noi fără a reveni la planșa de proiectare.

Native Parallel Hybrid își propune să combine autonomia extinsă a unui motor cu ardere internă cu avantajele zborului electric - silențios și cu semnătură redusă - într-un singur pachet.

Elbit nu a publicat o listă completă a celulelor care vor primi modernizarea, însă portofoliul său actual de drone include platforme de supraveghere bine cunoscute, folosite de mai multe armate la nivel global. Asta sugerează că tehnologia ar putea trece relativ repede de la standuri de test la escadrile operaționale.

Ce înseamnă „hibrid adevărat” pentru drone

Mașinile hibride sunt familiare. Dronele hibride - mai puțin, iar termenul este adesea folosit vag pentru aeronave care doar poartă un mic generator alături de baterii. Lowental Hybrid își descrie sistemul drept un „hibrid adevărat” deoarece ambele surse de energie pot acționa direct propulsia, fie separat, fie împreună, și pot fi comutate fără întreruperi în timpul zborului.

Hibrid paralel, nu doar un generator zburător

Într-o arhitectură hibridă paralelă, atât motorul cu ardere internă, cât și motorul electric se conectează la aceeași linie de transmisie, împărțind sarcina de a roti elicea. Aceasta contrastează cu un „hibrid în serie”, unde motorul pe combustibil doar generează electricitate și nu antrenează niciodată direct elicea.

• Mod combustie: motorul pe combustibil furnizează tracțiunea principală și încarcă bateriile.
• Mod electric: motorul electric preia pentru segmente de zbor silențioase.
• Boost hibrid: ambele surse combină puterea pentru decolare sau urcare, dacă este necesar.

Scopul este gestionarea flexibilă a puterii și a zgomotului. În timpul deplasării către zona de interes, motorul pe combustibil poate funcționa la regimuri eficiente. Pe măsură ce aeronava se apropie de o zonă sensibilă, poate trece spre propulsie electrică, reducând amprenta acustică.

Compania susține că Native Parallel Hybrid poate crește anduranța de zbor de până la cinci ori față de o configurație pur electrică de aceeași dimensiune.

De cinci ori mai mult timp în aer

Anduranța este principalul argument de vânzare. Dronele pur electrice sunt limitate de capacitatea bateriilor; sunt silențioase, dar, în general, au rază mică. Dronele pe combustibil zboară mai mult, însă sunt mai zgomotoase și pot fi mai ușor de urmărit acustic și termic.

Prin combinarea unui motor cu ardere internă ușor cu un sistem de propulsie electric, Native Parallel Hybrid urmărește să extindă anduranța fără a sacrifica discreția. Încărcarea în zbor înseamnă că, atunci când motorul funcționează, reîncarcă bateriile aeronavei. Aceste baterii alimentează apoi segmentele silențioase când drona trebuie să „devină tăcută”.

În practică, câștigul de anduranță va depinde de profilul misiunii, cantitatea de combustibil și dimensiunea celulei. Totuși, un multiplicator chiar și de două sau trei ori ar fi semnificativ pentru patrule de frontieră, supraveghere maritimă sau misiuni de staționare îndelungată deasupra zonelor contestate.

De ce contează zgomotul redus pentru misiunile ISR

Accentul inițial este clar: informații, supraveghere și recunoaștere (ISR). Multe zboruri ISR cer ca aeronava să zăbovească deasupra sau în apropierea unei ținte timp de ore, fără să atragă atenția.

La altitudine mică, sunetul unui motor mic cu ardere internă poate trăda prezența unei drone. Motoarele electrice, în schimb, produc mult mai puțin zgomot și pot fi mai greu de detectat în mediul urban sau în teren muntos.

Anduranța mai mare, combinată cu segmente cu zgomot redus, permite dronelor ISR să observe mai mult timp, să ajungă mai devreme și să plece mai târziu, reducând în același timp șansele de detectare.

Această combinație este deosebit de relevantă pentru operațiuni discrete la frontieră, monitorizare antiteroristă și interdicție maritimă, unde răbdarea și discreția contează adesea mai mult decât viteza.

Modificări minime ale celulei, potențial maxim de modernizare

Un motiv pentru care acest sistem stârnește interes este potențialul de modernizare (retrofit). Proiectarea unei drone noi de la zero este costisitoare și lentă. Operatorii militari preferă modernizări care se integrează în flotele existente, lanțurile logistice și sistemele de instruire.

Native Parallel Hybrid a fost proiectat să se integreze în celule cu modificări structurale minime. Asta poate însemna schimbări limitate la compartimentul motorului, cablaje și electronica de management al energiei, în locul unei reproiectări complete.

Caracteristică	Beneficiu pentru operatori
Propulsie hibridă paralelă	Comutare flexibilă între combustibil și electric în zbor
Încărcarea bateriilor în zbor	Timp de misiune extins fără opriri la sol
Mod electric cu zgomot redus	Discreție îmbunătățită pentru ISR și operațiuni covert
Design prietenos pentru retrofit	Aplicabil flotelor curente cu reproiectare limitată

Pentru ministerele apărării care privesc cu prudență ciclurile lungi de achiziție, o tehnologie ce poate fi integrată în ferestrele de mentenanță programată este o perspectivă atrăgătoare.

Drone hibride și piața mai largă a sistemelor fără pilot

Propulsia hibridă pentru drone nu este complet nouă. Start-up-uri și echipe de cercetare testează combinații combustibil–electric de câțiva ani. Multe dintre aceste sisteme însă au fost proiecte „la comandă” pentru aeronave de nișă sau prototipuri experimentale, care nu se transferă ușor către platforme de apărare produse în serie.

Ceea ce face acest anunț notabil este asocierea dintre un dezvoltator specializat în hibride și un contractor mare din apărare, orientat spre export. Dacă integrarea decurge bine, clienții care operează deja drone Elbit ar putea deveni adoptatori timpurii ai propulsiei hibride la scară.

Asta ar putea împinge concurenții să accelereze propriile dezvoltări hibride sau pe bază de hidrogen, punând accent pe anduranță, eficiență a combustibilului și semnături reduse ca argumente-cheie într-o piață aglomerată a dronelor.

Riscuri potențiale și obstacole tehnice

Sistemele hibride adaugă complexitate. Două surse de putere înseamnă mai multe componente, mai multe puncte potențiale de defectare și software de control mai sofisticat. Pentru aeronave fără pilot care pot opera departe de supravegherea umană, fiabilitatea este esențială.

Și mentenanța se va schimba. Echipele de la sol vor avea nevoie de instruire pentru a întreține în siguranță atât motoare cu ardere internă, cât și sisteme electrice de înaltă tensiune. Stocurile de piese vor crește probabil, iar autoritățile de reglementare pot solicita dovezi noi de navigabilitate, mai ales pentru dronele care operează în spațiu aerian partajat, aproape de traficul civil.

Provocarea pentru ingineri este să obțină anduranță și flexibilitate fără a crea o povară de mentenanță care să anuleze aceste câștiguri.

Cum ar putea remodela misiunile tipice ale dronelor

Să luăm o misiune de patrulare a frontierei cu anduranță mare. O dronă mică tradițională cu motor pe combustibil ar putea avea nevoie de realimentare de mai multe ori pe zi și ar fi audibilă de la sol când trece deasupra. O dronă echipată hibrid ar putea decola pe putere de combustibil, urca rapid, apoi trece în mod electric pe măsură ce patrulează un sector sensibil.

În perioadele mai liniștite, ar putea rula parțial pe electric, completând bateriile cu porniri scurte și eficiente ale motorului. Acest tipar prelungește timpul de zbor și le permite operatorilor să decidă când să schimbe zgomotul pe încărcare suplimentară.

Pentru misiuni maritime, anduranța este vitală. Navele se mișcă lent, iar contrabandiștii sau ambarcațiunile suspecte pot staționa ore întregi. O dronă care poate rămâne „pe stație” toată după-amiaza și până noaptea, intrând periodic în mod electric pentru a reduce detectabilitatea, oferă marinelor și gărzilor de coastă o imagine mai puternică și mai persistentă a ceea ce se întâmplă pe mare.

Termeni-cheie și implicații mai largi

Pentru cititorii care urmăresc tehnologia, merită clarificați câțiva termeni:

• Anduranță: timpul maxim în care o aeronavă poate rămâne în aer cu o anumită încărcătură de combustibil și baterii.
• ISR: informații, supraveghere și recunoaștere, acoperind colectarea de date prin camere, radar, senzori de semnale și alte încărcături utile.
• Semnătură acustică: sunetul specific produs de o aeronavă, care poate fi folosit pentru a o detecta sau clasifica.

Propulsia hibridă se intersectează și cu considerente de mediu și cost. Arderea combustibilului mai puțin agresiv și utilizarea energiei electrice acolo unde este posibil pot reduce emisiile și costurile cu combustibilul pe durata de viață a unei flote de drone. Pentru armate care zboară mii de ore pe an, chiar și câștiguri modeste de eficiență se pot traduce în economii semnificative.

Pot urma și aplicații civile. Aceleași trăsături apreciate pentru ISR - anduranță mare, zgomot redus și management flexibil al puterii - sunt atractive pentru inspecția conductelor, monitorizarea faunei, intervenții la dezastre și agricultură la scară largă. Pe măsură ce sistemele de apărare se maturizează și producția crește, versiuni simplificate ar putea apărea pe piețele civile, remodelând așteptările privind cât timp pot rămâne în aer dronele mici și medii.