Facebook открыла фреймворк для создания дронов на солнечных батареях

В своем блоге команда Facebook объявила об открытии исходного кода инструмента для проектирования и строительства летательных аппаратов, работающих на солнечных батареях. Компания использовала этот фреймворк в рамках проекта Aquila для создания дронов, которые бы раздавали Интернет в труднодоступных областях земного шара.

Превратности дроностроения

По словам разработчиков Facebook, дроны, предназначенные для долгих полетов, должны выдерживать широкий спектр условий и при этом показывать достаточно высокую производительность при использовании солнечных батарей. Это приводит к тому, что необходимо искать наиболее аэродинамичный дизайн и снижать вес устройства, чтобы сделать его полет максимально энергоэффективным.

Однако улучшение аэродинамических свойств критически сказывается на общей массе структуры, и наоборот. Поэтому необходимо идти на тщательно выверенные компромиссы.

Подробнее об инструменте

Специалисты Facebook создали фреймворк для разработки дизайна в соответствии с методами мультидисциплинарной оптимизации (MDO), помогающими решать инженерные проблемы, обращаясь к целому ряду дисциплин. Он позволяет выявлять структурные ошибки на самых ранних сроках и составлять дизайн с ориентацией на целевые требования.

Фреймворк рассчитывает низкоскоростную аэродинамику, а также включает в себя принципы построения составной структуры устройства и все простейшие модели, которые полагаются на законы физики. Помимо этого, инженеры Facebook представили как часть MDO-фреймворка собственные техники: моделирования аэродинамических характеристик и моделирования структурных характеристик.

Оценка дизайна

Последний шаг в создании потенциального дизайна — проверка способности устройства выдержать вес батарей во время ночных полетов. Кроме того, необходимо убедиться в том, что солнечных панелей достаточно, чтобы полностью зарядить батареи в течение дня. Типичная миссия для проверки такова:

1. Лететь на минимальной высоте до полной зарядки батарей.
2. Если при полном заряде солнечная энергия продолжает поступать, набрать высоту.
3. Снизиться до минимальной высоты с началом заката.
4. Использовать заряд батарей, удерживая до рассвета минимальную высоту.

При симуляции миссии во время зимнего солнцестояния инженеры Facebook смогли подсчитать количество захваченной панелями и сохраненной энергии, а также объем энергопотребления, необходимый для полета. Этот метод помогает установить зависимость между зарядом батареи и временем суток и гарантирует, что уровень заряда никогда не опустится ниже определенного порогового значения.

В июне 2018 года Facebook объявила, что сворачивает собственную разработку и строительство летательных устройств. Причина отказа от проекта — появление на рынке аэрокосмических технологий крупных игроков, с которыми продуктивнее не конкурировать, а сотрудничать.