حطمت طائرة كهربائية بدون طيار ذات أربع مروحيات، صنعها أب وابنه مهندس من جنوب أفريقيا، مؤخرًا بشكل غير رسمي الرقم القياسي لتحمل الطائرات بدون طيار متعددة المروحيات مع وقت تحليق متواصل قدره 3 ساعات و31 دقيقة و6 ثوانٍ، مما جذب الانتباه في الصناعة. لم تتجاوز هذه الطائرة بدون طيار النتيجة السابقة البالغة 3 ساعات و12 دقيقة بشكل كبير فحسب، بل أظهرت أيضًا "هامشًا" مذهلاً أثناء الرحلة - عند الطيران لمدة ساعتين و14 دقيقة، لا تزال طاقة البطارية تظهر حوالي 33٪.
نظرًا لأن المطورين لم يتوقعوا أن يكونوا قادرين على الطيران لفترة طويلة، ولم يرتبوا لتسجيل الرحلة بأكملها وفقًا لعملية الاعتماد الرسمية، فإن هذه النتيجة لا تزال في حالة "غير رسمية".
يرأس المشروع لوك بيل ووالده مايك بيل من جنوب أفريقيا. لقد أصبحوا مشهورين سابقًا في دائرة اللاعبين بطائراتهم الرباعية الكهربائية عالية السرعة للغاية. والآن يحاولون "أكل كلا الطرفين" بين السرعة القصوى والمدى البعيد. يمكن تلخيص منطق التصميم لهذه الطائرة القياسية بعيدة المدى في مبدأ أساسي واحد: تقليل استهلاك الطاقة في كل التفاصيل، وعدم تفويت أي رابط قد يوفر الطاقة أو يقلل الوزن.
ومن حيث نظام الطاقة، تستخدم هذه الطائرة بدون طيار شفرات من ألياف الكربون T-Motor G40، يبلغ قطر كل منها 40 بوصة (حوالي 101 سم). يتم استبدال الشفرة الكبيرة والسرعة المنخفضة بكفاءة رفع أعلى، ويتم إنتاج نفس الدفع بسرعة أقل، وبالتالي تقليل استهلاك الطاقة لكل وحدة زمنية. إنه متطابق مع محرك T-Motor MN105 V2 المضاد للجاذبية 90 كيلو فولت. على أساس ضمان قدرتها على تشغيل مروحة كبيرة، اختار فريق البحث والتطوير عمدًا أصغر وأخف المواصفات الممكنة لتقليل وزنها وخسارتها.
فيما يتعلق بطول الذراع، استخدم الفريق خمس جولات من محاكاة ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD) لمحاكاة التداخل المتبادل لتدفق الهواء الهابط لكل قرص مروحي في برنامج AirShaper، بحثًا عن تخطيط يمكن أن يقلل من اضطراب تدفق الهواء، وأخيرًا حدد مدى ذراع يبلغ حوالي 800 ملم (31.5 بوصة). يبلغ الطول الإجمالي لسلك إمداد طاقة المحرك حوالي 11 مترًا (36 قدمًا)، وتم حساب مقياس السلك الأمثل بعناية في جولة أخرى من التحليل: قطر السلك AWG 18 يحقق التوازن بين مقاومة السلك والوزن، وبالتالي تجنب "زيادة الوزن لتقليل المقاومة" التي تفوق الكسب. بالإضافة إلى ذلك، تمت إعادة تصميم القسم المركزي من جسم الطائرة مرتين، مما أدى إلى انخفاض الوزن التراكمي بحوالي 40 جرامًا (1.4 أونصة)، وتم نسخ مفهوم "يجب اختيار كل جرام" إلى المحركات الأربعة وهيكل الماكينة بالكامل.
يعتبر جزء البطارية بمثابة حلقة وصل حاسمة في أداء الجهاز بأكمله. استخدم فريق بيل خلية بطارية NMC شبه الصلبة من Tattu، والتي تبلغ كثافة الطاقة فيها حوالي 320 وات/كجم، وهو ما يعادل ضعف بطاريات LiPo التقليدية (حوالي 160 وات/كجم). ويعني ما يسمى بالحالة شبه الصلبة أن شكل الإلكتروليت يقع بين بطاريات LiPo السائلة التقليدية وبطاريات الحالة الصلبة تمامًا، أقرب إلى الحالة الهلامية، مما يزيد بشكل كبير من كثافة الطاقة على أساس السلامة مع تجنب المخاطر العالية للاستقرار الكيميائي لتكنولوجيا الحالة الصلبة الحالية. سعر هذا النوع من البطاريات هو تيار تفريغ منخفض الذروة، ولكن في هذه الطائرة بدون طيار، المصممة للسرعة المنخفضة والطاقة المنخفضة، لا يمثل هذا العيب عائقًا.
ومن أجل تقليل الوزن بشكل أكبر، قام Luke Bell بإزالة جزء من الغلاف الواقي الذي توفره الشركة المصنعة للبطارية الأصلية. فقدت كل بطارية حوالي 180 جرامًا، وفقدت البطاريتان مجتمعتان حوالي 360 جرامًا (12.7 أونصة)، وهو ما يقارب وزن إطار ألياف الكربون بالكامل. في حالة التحليق، يبلغ متوسط استهلاك الطاقة للطائرة حوالي 400 واط؛ بينما في الطيران البطيء، يمكن تقليل الطاقة إلى حوالي 250 واط، أي بانخفاض قدره حوالي 37.5%، مما يشير مباشرة إلى المحاولة التالية للفريق في اتجاه "رحلة بحرية طويلة المدى".
ومع ذلك، فإن مايك بيل ليس رومانسيًا بشأن "السقف" المادي لتكنولوجيا البطاريات في مجال الطيران. لقد ذكر بصراحة في رسالة بالبريد الإلكتروني أن وحدة طاقة كيروسين الطيران تبلغ حوالي 50 ضعف طاقة البطارية المثالية الحالية. يمكن للطائرة التجارية أن تطير لمدة 20 ساعة تقريبًا بخزان زيت. ومع ذلك، عند استبدالها ببطاريات بنفس كثافة الطاقة، فإن زمن الرحلة المقابل يبلغ حوالي 24 دقيقة فقط، مما يجعل خيال "طائرة ركاب كهربائية طويلة المدى خالية من الكربون" يبدو قاسيًا بشكل خاص. حتى لو تمت مضاعفة كثافة طاقة البطارية، فسيتم تمديد زمن الرحلة المقابل إلى حوالي 48 دقيقة فقط، وستكون مضاعفته ثلاث مرات حوالي ساعة و12 دقيقة فقط، وهو "لا يزال سيئًا". ولذلك، فهو يعتقد أن الطيران الكهربائي بعيد المدى يكاد يكون "حلما مستحيلا" في ظل نظام البطاريات النقية الحالي. إن ما يشجع حقاً الطيران الخالي من الكربون قد يكون طريقاً تكنولوجياً جديداً مختلفاً تماماً.
ومن الجدير بالذكر أن هذا الفريق لم يكتف بإنشاء ما يعرف بالطائرة الكهربائية بدون طيار "الأكثر كفاءة في العالم" والتي يتم التحكم فيها عن بعد، بل يحمل أيضًا الرقم القياسي العالمي الرسمي في مجال السرعة القصوى. أصدر مهندس الطيران الأسترالي بنجامين بيغز مؤخرًا مقطع فيديو غير رسمي للطيران، مدعيًا أن طائرته Blackbird وصلت إلى حوالي 411 ميلاً في الساعة (حوالي 661 كم / ساعة) خلال رحلة تجريبية، وهو ما يتجاوز قليلاً الرقم القياسي الحالي لطائرة Bells. تم اعتماد الأخير رسميًا من قبل موسوعة غينيس في يناير 2026 بسرعة تبلغ حوالي 408 ميلاً في الساعة (حوالي 656 كم / ساعة). وفي العامين الماضيين، قفز الرقم القياسي للسرعة تقريبًا من 300 ميل في الساعة في مايو 2024، إلى 363 ميلاً في الساعة في أكتوبر 2025، إلى 389 ميلاً في الساعة في ديسمبر من نفس العام، ثم إلى 408 ميلاً في الساعة في أوائل عام 2026.
في الوقت الحاضر، بدأ الفريق في التخطيط لجيل جديد من طراز Peregrin V5، ولكن على المدى القصير، سيظل التركيز على مشاريع أخرى. عندما تنضج الآلة الجديدة، ستحقق مرة أخرى الرقم القياسي للسرعة القصوى. كشف مايك بيل أنهم يأملون في زيادة نطاق السرعة المستهدف لـ V5 إلى حوالي 450 إلى 465 ميلاً في الساعة، ويعتقدون أنه لا تزال هناك إمكانية لمواصلة الاختراقات بعد ذلك، ولكن هذه ستكون مهمة V6 وV7 اللاحقة. ومن وجهة نظره، فإن عنق الزجاجة الرئيسي الحالي الذي يحد من السرعة القصوى يكمن في تكنولوجيا المروحة نفسها. بمجرد تحقيق تقدم كبير في تصميم المروحة، ستصبح طاقة البطارية القيد الرئيسي التالي.