Skydweller Aero สตาร์ทอัพเทคโนโลยีจากสหรัฐอเมริกา กำลังสร้างความฮือฮาในวงการการบินด้วยการจับมือกับ Thales บริษัทอิเล็กทรอนิกส์ยักษ์ใหญ่จากฝรั่งเศสผู้เชี่ยวชาญด้านระบบป้องกันภัย เพื่อพัฒนาก้าวสำคัญของโดรนเฝ้าระวังทางทะเล โดรนลำนี้มีชื่อว่า Skydweller ซึ่งถูกออกแบบมาให้สามารถลอยอยู่บนฟ้าได้นานกว่าโดรนในปัจจุบันอย่างไม่เคยมีมาก่อน
เบื้องหลังความสามารถในการบินสุดอึด คือเทคโนโลยีที่น่าทึ่ง
จุดเด่นของ Skydweller คือการขับเคลื่อนด้วย พลังงานแสงอาทิตย์ 100% โดยมีเป้าหมายหลักในการบินอย่างต่อเนื่องเป็นระยะเวลานาน เริ่มต้นด้วยการตั้งเป้าหมายบินต่อเนื่อง 90 วัน ซึ่งเป็นหมุดหมายที่น่าทึ่ง และในระยะยาว โดรนลำนี้มีศักยภาพที่จะขยายระยะเวลาการบินได้นานยิ่งขึ้นไปอีก
หัวใจสำคัญที่ทำให้ Skydweller บินได้ยาวนานขนาดนี้คือแผงเซลล์แสงอาทิตย์กว่า 17,000 แผ่น ที่ถูกติดตั้งอย่างพิถีพิถันบนปีกที่มีพื้นที่รวมประมาณ 270 ตารางเมตร หรือมีช่วงปีกกว้างถึง 72 เมตร ซึ่งน่าสนใจว่าความกว้างปีกนี้ยาวกว่าเครื่องบินโดยสารรุ่นใหญ่อย่าง Boeing 747 ถึง 7.6 เมตรเลยทีเดียว ภายใต้สภาวะแสงแดดที่เหมาะสม เซลล์แสงอาทิตย์เหล่านี้สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้มหาศาลถึง 100 กิโลวัตต์ เพื่อป้อนให้กับระบบต่างๆ ของเครื่องบิน
กลไกการทำงานของ Skydweller ในแต่ละวันถูกออกแบบมาอย่างชาญฉลาด: ในช่วงเวลากลางวัน พลังงานที่ได้จากแสงอาทิตย์จะถูกใช้เพื่อรักษาระดับการบิน จ่ายไฟให้กับระบบอิเล็กทรอนิกส์การบิน (avionics) ที่ซับซ้อน และในขณะเดียวกันก็ทำการชาร์จแบตเตอรี่ไปด้วย สำหรับการบินในยามค่ำคืน Skydweller มาพร้อมกับแบตเตอรี่น้ำหนักกว่า 635 กิโลกรัม ซึ่งเพียงพอต่อการขับเคลื่อนเครื่องบินตลอดทั้งคืน ด้วยการผสมผสานพลังงานแสงอาทิตย์และแบตเตอรี่นี้เอง ทำให้ Skydweller สามารถรักษาการบินได้อย่างต่อเนื่องเกือบตลอดเวลา
ระดับการบินปกติของ Skydweller จะอยู่ที่ความสูงระหว่าง 7,500 ถึง 10,500 เมตร แต่มีความสามารถในการไต่ระดับสูงขึ้นไปได้ถึง 13,600 เมตรในช่วงกลางวัน ก่อนที่จะลดระดับลงมา 1,500 ถึง 3,000 เมตรในเวลากลางคืน กลยุทธ์การปรับระดับความสูงนี้เป็นไปเพื่อลดการใช้พลังงานให้เหลือน้อยที่สุด ทำให้การบินมีประสิทธิภาพสูงสุด
สิ่งที่น่าทึ่งอีกอย่างคือ แม้จะมีปีกกว้างใกล้เคียงกับเครื่องบินโดยสารพิสัยไกล แต่ Skydweller มีน้ำหนักเพียง 2.5 เมตริกตันซึ่งเบากว่าเครื่องบิน “จัมโบ้เจ็ต” อย่าง Boeing 747 ที่บรรทุกเต็มพิกัด (400 ตัน) ถึง 160 เท่า นอกจากน้ำหนักที่เบาแล้ว โดรนลำนี้ยังสามารถบรรทุกน้ำหนักบรรทุก (payload) ได้สูงสุดถึง 362 กิโลกรัม
ประวัติศาสตร์การบินด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ไม่ใช่เรื่องใหม่ และการออกแบบบางอย่างก็เคยประสบปัญหาด้านโครงสร้าง รวมถึงการขัดข้องร้ายแรงกลางอากาศเมื่อบินขึ้นหรือลงผ่านระดับความสูงปานกลาง (ประมาณ 2,000-10,000 เมตร) แต่ Skydweller ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อรับมือกับความท้าทายนี้ โดยใช้ซอฟต์แวร์ automatic gust-load alleviationในระบบควบคุมการบิน ซึ่งช่วยลดแรงทางอากาศพลศาสตร์ที่เกิดจากความปั่นป่วนได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ ตัวเครื่องยังสร้างขึ้นจาก คาร์บอนไฟเบอร์ ซึ่งให้ความแข็งแกร่งและน้ำหนักเบา
ความน่าเชื่อถือคือกุญแจสำคัญ
การที่เครื่องบินจะสามารถปฏิบัติงานได้อย่างต่อเนื่องและเชื่อถือได้นานถึง 90 วันนั้น จำเป็นต้องมีระบบที่แข็งแกร่งอย่างยิ่ง Skydweller จึงมาพร้อมกับระบบควบคุมการบินและระบบจัดการยานพาหนะ (VMS) ที่มีการ สำรองข้อมูลถึงสี่เท่า (quadruple-redundant) นั่นหมายความว่า หากระบบใดระบบหนึ่งบนเครื่องเกิดขัดข้อง ระบบสำรองจะสามารถเข้ามารับช่วงต่อเพื่อรักษาการบินได้อย่างไร้รอยต่อ
ยิ่งไปกว่านั้น อัลกอริทึมภายใน VMS ยังมีความสามารถในการ ซ่อมแซมตัวเอง (self-healing algorithms) ตามข้อมูลจากตัวแทนบริษัท อัลกอริทึมเหล่านี้สามารถปิด “สาย” (coding ในอัลกอริทึม) ที่ล้มเหลวลง ซ่อมแซม และกลับมาทำงานใหม่ได้เองระหว่างการบิน ซึ่งช่วยให้เครื่องบินกลับสู่สถานะการสำรองข้อมูลสี่เท่าได้อย่างต่อเนื่อง ฟีเจอร์นี้เองที่ทำให้ Skydweller สามารถรักษาระดับการบินได้อย่างสม่ำเสมอในระยะยาว
อย่างไรก็ตาม แม้แบตเตอรี่บนเครื่องจะสามารถรักษาการบินตลอดคืนได้เมื่อชาร์จเต็ม แต่ความจุของแบตเตอรี่จะค่อยๆ ลดลงตามกาลเวลา ซึ่งอาจเป็นข้อจำกัดสำหรับระยะเวลาการลาดตระเวนสูงสุดในอนาคต นอกจากนี้ การที่ Skydweller พึ่งพาพลังงานแสงอาทิตย์ในการรักษาระดับการบิน ยังหมายความว่าการปฏิบัติภารกิจจะต้องหลีกเลี่ยงพื้นที่ที่มีแสงแดดจำกัด เช่น บริเวณขั้วโลกในช่วงฤดูหนาว
ล่าสุด Skydweller Aero ได้ร่วมมือกับ Thales เพื่อยกระดับความสามารถของ Skydweller ด้วยการติดตั้ง ระบบเรดาร์เฝ้าระวังที่ออกแบบมาสำหรับภารกิจลาดตระเวนทางทะเลโดยเฉพาะ ขณะนี้กำลังมีการวางแผนทดสอบการบินเพิ่มเติม โดยมีเป้าหมายในการขยายระยะเวลาการบินสูงสุดให้ยาวนานยิ่งขึ้นไปอีก ไม่ว่าอย่างไรก็ตาม นี่คือก้าวที่ยิ่งใหญ่และสำคัญอย่างยิ่งของการบินด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการเฝ้าระวังและตรวจสอบในระยะยาว
Skydweller โดรนพลังงานแสงอาทิตย์จาก Skydweller Aero และ Thales ที่บินได้นาน 90 วัน กว้างกว่า 747 แต่เบากว่า 160 เท่า พร้อมระบบสำรองสี่เท่าและอัลกอริทึมซ่อมแซมตัวเอง พลิกโฉมการเฝ้าระวังทางทะเลและอนาคตการบินไร้คนขับระยะยาว News Techsauce