lennokki

Ennätys: lennokki pysyi ilmassa 15 vuorokautta

Su, 07/29/2018 - 23:38 Jari Mäkinen

Hieman yli kaksi viikkoa on aika pitkä aika lennellä ilmassa, mutta Zephyr teki sen.

Zephyr on brittiläisen Qinetiq -yhtiön kehittämä, nykyisin Airbus-ilmailujätin siipien suojassa oleva hanke, jonka tarkoituksena on kehittää niin sanottu pseudosatelliitti.

Se on laite, joka pysyy pitkän aikaa taivaalla ja toimii vähän kuin satelliitti, paitsi että se on lähempänä ilmassa, maksaa paljon vähemmän ja voidaan lähettää lentoon hyvinkin helposti tarpeen vaatiessa. Tarve on yleisimmin sotilaiden tarve saada jostain syystä aktiivisen, paljon tietoliikennettä vaativan paikan päälle tukiasema, joka voisi toimia tietojen välittäjänä, mutta tällaiset laitteet voisivat olla hyvinkin käyttökelpoisia myös monien siviilisovellusten kannalta.

On helppo kuvitella rock-konsertti, muu iso yleisötapahtuma tai vaikka yksinkertaisesti lisäkapasiteettia kaipaava kaupunki, jonka yläpuolella kaarteleva lennokki tietolinkkeineen olisi erittäin kätevä apu.

Pienen, miehittämättömän, automaattisesti lentävän Zephyrin siipien kärkiväli on 28 metriä ja sen siipien koko yläpinta on päällystetty aurinkopaneeleilla. Ne tuottavat päiväsaikaan niin paljon sähköä, että akkuun varastoituna se riittää myös toimintaan yöllä. Lennokki on siis sähkökäyttöinen ja voisi toimia pitempäänkin kuin nyt tehty 15-päiväinen lento.

Periaatteessa se on siis kuin pari vuotta sitten maailman kiertänyt Solar Impulse -sähkölentokone, joka keräsi aina päivällä yöllä lentämiseen tarvittavan energian aurinkopaneeleilla sen lisäksi, että paneelit tuottivat päivällä lentämiseen vaadittavan sähkön. Zephyr on tosin paljon Solar Impulsea pienempi.

Laitteen lentokorkeus on maksimissaan teoreettisesti 21,3 kilometriä ja se voi kantaa viiden kilogramman kuorman, mikä riittää mainiosti miniatyrisoidun linkkiaseman kuljettamiseen.

Iso-Britannian armeija on tilannut jo viisi tällaista konetta, joten Airbus on aloittanut laitteiden sarjatuotannon. Tuotanto on toistaiseksi hidasta, mutta voi olettaa, että se tulee tästä kasvamaan. Etenkin sotilastilaukset mielessään yhtiö tekikin ennätyslentonsa juuri sopivasti juuri olleen Farnborough'n ilmailunäyttelyn aikaan.

Lisäsyy ajoitukseen näyttelyn kanssa on se, että lennokit rakennetaan Airbusin Farnborough'ssa olevassa luotantolaitoksessa.

Tämä ennätyslento alkoi 11. heinäkuuta Airbusin Arizonassa, Yhdysvalloissa, olevalla koealueella. Teoreettisesti lennokki voisi olla ilmassa kolmen kuukauden ajan, mutta se tuotiin takaisin alas vähän yli kaksi viikkoa kestäneen lennon jälkeen. Tarkkaan ottaen lento kesti 14 vuorokautta, 22 minuuttia ja 22 sekuntia.

Tätä ennen Zephyrin prototyyppi on tehnyt lähes saman mittaisia lentoja.

Kyseessä on Zephyr P, eli kahdesta suunnitellusta Zephyristä pienempi versio. Isompi, edelleen suunnitteluvaiheessa oleva Zephyr T on massaltaan 140 kg (S-versio on 75kg) ja sen siipien kärkiväli on 33 metriä. T-versio voi kuljettaa noin 15 kg massaltaan olevan hyötykuorman.

Zephyrin avulla voidaan luoda sen alla olevalle alueelle internet-verkko tai muu tietoliikenneverkko, sitä voidaan käyttää minkä tahansa signaalin linkkiasemana tai sen kyytiin voidaan laittaa esimerkiksi kameroita, jolloin sen avulla voidaan tehdä ympäri vuorokauden jatkuvaa tarkkailua. Se voi siis toimia kuin lähellä oleva paikallinen satelliitti, mistä nimi "pseudosatelliitti".

Kauko-ohjattua merentutkimusta

Ma, 09/23/2013 - 12:07 Jari Mäkinen
Glider-sukellusrobotti

Omalaatuinen, keltainen torpedolta näyttävä siivekäs laite polskutteli syyskuun puolivälissä merentutkimusalus Arandan luona. Kyseessä oli valtamerten tutkimuksessa nykyisin hyvin yleisesti käytetty robottilaite, joita on ympäri maapallon jo noin 400.

Glideriksi, eli suomalaisittain liitimeksi kutsuttu laite on automaattinen miehittämätön vedenalainen tutkimusrobotti, jota kauko-ohjataan maista tai laivalta käsin.

Liikkuessaan laite kerää meren fysikaalista tilaa koskevia mittaustuloksia pitkin reittiä, joka laitteelle annetaan etukäteen. Laite lähettää mittaustuloksia satelliitin välityksellä maihin ja taltioi niitä muistiinsa.

Liitimen aikaisempi, valtameriversio matkasi itsenäisesti Atlantin poikki vuonna 2009, sellaiset voivat sukeltaa aina tuhannen metrin syvyyteen asti ja kulkea tuhansia kilometrejä ja useita kuukausia yhtäjaksoisesti.

Nyt Ilmatieteen laitos tutkii sen uudempien, pienten versioiden käyttöä myös Suomen lähivesillä. Tavoitteena on rakentaa yhteiseurooppalainen kauko-ohjattavien vedenalaisten merentutkimuslaitteiden infrastruktuuri, jonka avulla saataisiin edullisesti ja tehokkaasti mittaustietoa meristä koko ajan.

Jotta liitimen soveltuvuus matalan ja rantaviivaltaan moninaisen Itämeren oloihin tiedettäisiin, niitä testattiin nyt 11.–18. syyskuuta tutkimusalus Arandalla Selkämerellä ja Saaristomerellä.

Arandan tutkimusmatkalla testattiin Kanarian saarilla toimivan PLOCAN-laitoksen glideria Itämeren oloissa yhdessä espanjalaisten asiantuntijoiden kanssa. Liidintä ohjattiin erilaisissa olosuhteissa ja kokeet onnistuivat hyvin. Ilmatieteen laitoksen yhteistyö Gran Canarialla toimivan PLOCAN:n asiantuntijoiden kanssa on jatkunut jo parin vuoden ajan ja sitä on tarkoitus laajentaa.

PLOCAN:n liitimet tekevät Kanarian saarten vesillä säännöllisesti neljä kahden kuukauden tutkimusjaksoa vuodessa ja keräävät arvokasta tietoa meren tilasta.

Ilman potkureita ja moottoreita

Robottitorpedo käyttää voimanlähteenään meren lämpöenergiaa. Se muuttaa kelluntakykyään, sukeltaa välillä lähelle pohjaa ja nousee jälleen pinnan luokse, jolloin se kulkee kylmästä merivedestä lämpimämpään, mikä saa aikaan laitteen sisällä pitkissä putkissa olevan vahan laajenemisen.

Paisuva vaha painaa kaasua tankkeihin, jolloin paineistettua kaasua voidaan käyttää voimanlähteenä. Kelluntakykyä muutetaan yksinkertaisesti pumppaamalla öljyä laitteen sisältä ulkopinnalla oleviin paisuntasäiliöihin, jolloin laitteen tilavuus muuttuu, mutta sen massa ei muutu. Kun paisuntasäilöt ovat täynnä, laite nousee ylöspäin, ja kun öljy on sisällä, laitteen tiheys on suurempi kuin veden, ja se painuu syvemmälle.

Alla on liidin Itämeressä Arandalta kuvattuna:



Kauko-ohjattua mittaamista myös Eteläisellä jäämerellä

Kesällä Ilmatieteen laitoksen tutkijat testasivat myös toisenlaista kauko-ohjausta, nyt eteläisellä pallonpuolella: pieniä, kauko-ohjattuja lennokkeja ja koptereita käytettiin ensimmäistä kertaa Eteläisen jäämeren meteorologisessa tutkimuksessa.

Etelämannerta ympäröivällä Eteläisellä jäämerellä on talviaikaan (pohjoisen kesän aikaan etelässä on talvi) tehty hyvin vähän meteorologisia havaintoja ja aikaisemmilla tutkimuskerroilla lentomittauksia on tehty miehitetyillä lentolaitteilla.

Lennokeilla mitattiin ilman lämpötilan ja kosteuden sekä tuulen nopeuden ja suunnan pystyprofiileja jään pinnalta jopa 1,7 kilometrin korkeuteen asti. Mukana olleella quadrokopterilla puolestaan saatiin tarkempaa tietoa lämpötilasta ja kosteudesta alimman sadan metrin ilmakerroksessa.

Mittaustulokset ovat tärkeitä, sillä niiden avulla voidaan ymmärtää paremmin merijään kasvua talvella.

Kaikkiaan Ilmatieteen laitoksen lennokeilla tehtiin 51 ja quadrokopterilla 24 lentoa. Mittaukset onnistuivat hyvin, vaikka olosuhteet olivat haasteelliset pimeyden, kylmyyden ja ajoittain myös merijään voimakkaan valliintumisen vuoksi.

Lennokkien ja kopterien käyttäminen on lentokoneisiin ja helikoptereihin verrattuna paitsi olennaisesti edullisempaa, niin myös joustavampaa. Niitä voidaan käyttää myös vaativissa olosuhteissa, mihin "oikeilla" lentolaitteilla ei uskallettaisi lähteä.

Teksti perustuu Ilmatieteen laitoksen tiedotteisiin. Kuvat: GROOM-hanke, Kimmo Tikka ja Mario Hoppmann.