Chinese scientists create ‘game-changer’ methanol battery that keeps drone in the air for 12 hours

https://www.scmp.com/news/china/science/article/3042818/chinese-scientists-create-game-changer-methanol-battery-keeps

Китайские ученые создают «изменившую правила игры» метанольную батарею, которая держит беспилотник в воздухе в течение 12 часов

Разработчики FY-36 говорят, что преодолели «тонны проблем», создав батарею на спиртовом топливе, которая позволяет беспилотнику весом 15 кг летать до 12 часов.

Исполнив 15 испытательных полетов, китайская команда доказала возможность полета на метаноле немецкой компании.

 «Им потребовалось более двух лет, чтобы вывести беспилотный летательный аппарат FY-36 на стадию летного прототипа», - сказал Zhang Wenyu, генеральный менеджер Feye UAV Technology, производителя беспилотных летательных аппаратов в Tianjin, который сотрудничала с Dalian Institute of Chemical Physics. При весе 15 кг (33 фунта) малошумящий FY-36 может быть поднят взрослым человеком или перевезен в пикапе, и разработчики заявили, что его гибридная аэродинамическая форма - с четырьмя вертикальными винтами - может позволить ему летать на высоких скоростях до 90 км/ч.

С возможностью нести полезную нагрузку до трех килограмм, FY-36 был разработан для выполнения таких задач, как проверка линии электропередачи, поисково-спасательные операции, геологическое картирование и сбор военной разведки, но его источник энергии - это то, что особенно надо выделить.

Его метанольный топливный элемент был спроектирован для выработки достаточного количества электричества на время полета до 12 часов на одну зарядку. Для сравнения, недорогой китайский селфи-дрон DJI Spark на литиевой батарее может оставаться в воздухе в течение 15 минут, в то время как DJI Inspire 2 профессионального уровня может работать только полчаса, используя литий-ионный аккумулятор.

«Существовало множество проблем, которые нужно было решить, для того, чтобы FY-36 совершил свой первый полет в ноябре», - сказал Zhang, который назвал эту технологию «изменяющей правила игры».

Исследования топливных элементов в Dalian-е начались в 1960-х годах, когда Народно-освободительная армия запустила программу по созданию орбитального космического корабля. Эти работы были прекращены в середине 1970-х годов из-за высокой стоимости и сложности, но разработка топливных элементов с использованием различных веществ, включая метанол, водород и магний, продолжалась.

На протяжении многих лет эти разработки обеспечивали долгосрочное снабжение энергией военные платформы, включая беспилотные подводные лодки, которые могут работать на глубине более 10 000 метров, сообщается на сайте института.

Тем временем разработчики пытались диверсифицировать свои открытия в гражданские сектора, такие как общественный транспорт и, в последнее время, беспилотники.

Аккумуляторы, работающие на метаноле - просты. Когда спирт протекает через элемент батареи, его молекулы разлагаются катализатором на углекислый газ и воду, при этом выделяется огромное количество электронов. Метаноловый элемент, в теории, может хранить в 70 раз больше энергии, чем литий-ионный.

Достижение реального применения метанольных топливных элементов поставило далянских ученых перед огромными препятствиями. Преобразование химической энергии в электричество было неэффективным; протекание метанола зависит от температуры воздуха, а стоимость компонентов, в которых используются драгоценные металлы, такие как платина, была высокой. Им потребовались десятилетия, чтобы преодолеть эти препятствия.

Перед первым испытательным полетом FY-36 температура на земле упала до нуля, в воздухе возникла сильная турбулентность. Может ли новый источник питания функционировать должным образом в таких неблагоприятных условиях, было неизвестно, но, по словам Zhang, к понедельнику FY-36 совершил 15 испытательных полетов.

«Нам нужно собрать больше данных», - сказал он. «Результаты пока очень обнадеживающие».

Стоимость FY-36 не была ясна, но Zhang сказал, что цена будет конкурентоспособной для клиентов, которые заказывали оптом.

«Мы определенно заинтересованы в метанольной батарее», - сказал Xiao Yan, менеджер поставщика услуг беспилотных летательных аппаратов Eagle Brother, из Shenzhen. По его словам, малое время нахождения в воздухе  было большой проблемой в бизнесе БПЛА, и большинству беспилотников в литиевом флоте Eagle Brother приходилось менять свои разряженные батареи каждые 30 минут.

Ожидается, что дроны, чтобы присоединиться к флоту Eagle Brother, смогут поднять столько же, сколько его литиевые модели, и поступить по «доступной» цене. На сайте компании были показаны беспилотники, способные поднимать 16 кг.

«Нынешние возможности [FY-36] в подъеме 3 кг слишком малы для нас», - сказал Xian.

Китай не единственная страна, развивающая технологию топливных элементов для полетов. В Германии компания Lange Research Aircraft создала самолет Antares E2, 1,5-тонный метанольный самолет, предназначенный для пилотирования человеком или компьютером. Он пока не взлетел, но ожидалось, что E2 будет нести более 200 кг полезной нагрузки до 40 часов. «В этом диапазоне веса мы, без сомнения, лидируем в мире», - сказал Zhang о гораздо меньшей FY-36.

Китайские компании доминируют на мировом рынке беспилотников. По отраслевым оценкам, DJI контролирует долю в более 70 процентов.

В военном секторе китайские беспилотники догоняют своих американских коллег. Серия Rainbow, разработанная China Aerospace Science and Technology Corporation, была экспортирована в Саудовскую Аравию, Объединенные Арабские Эмираты, Египет и Пакистан, благодаря их низкой стоимости и конкурентоспособным характеристикам.

= = =

Я одного не пойму – где были наши «учёные»?  Со времён «Особенностей национальной рыбалки» помню, что наши подводные лодки уже успешно работают на водке :)