टैथर्ड ड्रोन सिस्टम को अक्सर लंबी अवधि के हवाई मिशन के लिए एक सरल समाधान के रूप में बढ़ावा दिया जाता है। सिद्धांत रूप में, जमीन से निरंतर बिजली बैटरी की सीमाओं को पूरी तरह से समाप्त कर देनी चाहिए। हालांकि, वास्तविक दुनिया के तैनाती में, कई टैथर्ड ड्रोन परियोजनाएं अपेक्षाओं को पूरा करने में विफल रहती हैं, एक बार संचालन कम प्रदर्शन से आगे बढ़ जाता है।
इसके कारण शायद ही कभी एक ही घटक की विफलता से संबंधित होते हैं। ज्यादातर मामलों में, मूल कारण सिस्टम-स्तरीय डिज़ाइन निर्णयों में निहित है जो लंबी अवधि की परिचालन वास्तविकताओं की अनदेखी करते हैं।
यह लेख सबसे आम कारणों को रेखांकित करता है कि टैथर्ड ड्रोन सिस्टम विस्तारित मिशनों में संघर्ष करते हैं या विफल हो जाते हैं, जो विपणन मान्यताओं के बजाय व्यावहारिक इंजीनियरिंग अनुभव पर आधारित हैं।
लंबी अवधि के मिशनों में, गर्मी का संचय अक्सर सबसे शुरुआती और सबसे कम आंका गया मुद्दा होता है।
ग्राउंड पावर स्टेशन, एयरबोर्न डीसी/डीसी मॉड्यूल और टैथर केबल सभी लगातार गर्मी उत्पन्न करते हैं। जबकि छोटी उड़ानें स्वीकार्य थर्मल सीमाओं के भीतर रह सकती हैं, कई घंटों का संचालन शीतलन डिजाइन, वायु प्रवाह योजना और सामग्री चयन में कमजोरियों को उजागर करता है।
एयरबोर्न पावर मॉड्यूल विशेष रूप से संवेदनशील हैं। यहां तक कि बिजली रूपांतरण में छोटी अक्षमताएं भी निरंतर तापमान वृद्धि का परिणाम हो सकती हैं, जो धीरे-धीरे इलेक्ट्रॉनिक घटकों को खराब करती है और सिस्टम की विश्वसनीयता को कम करती है। उचित थर्मल मार्जिन के बिना, एक सिस्टम जो तीस मिनट तक अच्छा प्रदर्शन करता है, कई घंटों के बाद अस्थिर हो सकता है।
लंबी अवधि की क्षमता को पीक पावर द्वारा परिभाषित नहीं किया जाता है, बल्कि स्थिर थर्मल संतुलन द्वारा परिभाषित किया जाता है।
एक और बार-बार होने वाली समस्या टैथर केबल थकान है।
विस्तारित संचालन के दौरान, टैथर केबल निरंतर तनाव परिवर्तन, हवा से प्रेरित दोलनों और विंच और एयरफ्रेम कनेक्शन बिंदुओं पर बार-बार झुकने के अधीन होते हैं। ये तनाव आमतौर पर तत्काल विफलता का कारण नहीं बनते हैं, लेकिन वे समय के साथ जमा होते हैं।
ऐसे सिस्टम जो अत्यधिक कठोर केबल संरचनाओं या अपर्याप्त तनाव राहत पर निर्भर करते हैं, अक्सर बार-बार मिशनों के बाद इन्सुलेशन पहनने, कंडक्टर माइक्रो-फ्रैक्चर या सिग्नल अस्थिरता का अनुभव करते हैं। गंभीर मामलों में, केबल का क्षरण पूरे सिस्टम का सीमित कारक बन जाता है, चाहे वह बिजली की क्षमता कुछ भी हो।
एक टैथर केबल को न केवल विद्युत प्रदर्शन के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए, बल्कि हजारों परिचालन चक्रों में यांत्रिक सहनशक्ति के लिए भी डिज़ाइन किया जाना चाहिए।
वोल्टेज ड्रॉप लंबी अवधि के टैथर्ड संचालन में एक और छिपा हुआ चुनौती है।
जैसे-जैसे केबल की लंबाई बढ़ती है और परिवेश का तापमान बढ़ता है, विद्युत प्रतिरोध तदनुसार बदलता है। पर्याप्त वोल्टेज मार्जिन या वास्तविक समय मुआवजे के बिना सिस्टम में, यह एयरबोर्न मॉड्यूल पर अस्थिर इनपुट वोल्टेज का कारण बन सकता है।
परिणाम हमेशा पूरी तरह से बंद नहीं होता है। अधिक सामान्यतः, सिस्टम एक अस्थिर स्थिति में प्रवेश करता है जहां बिजली उत्पादन में उतार-चढ़ाव होता है, नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स रुक-रुक कर रीसेट होते हैं, या ऑनबोर्ड सिस्टम अप्रत्याशित रूप से व्यवहार करते हैं।
स्थिर लंबी अवधि के संचालन के लिए ग्राउंड आउटपुट वोल्टेज, केबल विशेषताओं और एयरबोर्न रूपांतरण दक्षता के बीच सावधानीपूर्वक समन्वय की आवश्यकता होती है।
कई टैथर्ड ड्रोन सिस्टम विभिन्न आपूर्तिकर्ताओं से घटकों को मिलाकर बनाए जाते हैं। जबकि प्रत्येक व्यक्तिगत घटक अपनी विशिष्टताओं को पूरा कर सकता है, विस्तारित उपयोग के दौरान उप-प्रणालियों के बीच बेमेल अक्सर सामने आते हैं।
सामान्य उदाहरणों में असंगत संचार प्रोटोकॉल, विंच तनाव नियंत्रण और उड़ान नियंत्रक प्रतिक्रिया के बीच विलंबित प्रतिक्रिया, या बिजली निगरानी और थर्मल सुरक्षा तर्क के बीच अपर्याप्त समन्वय शामिल हैं।
ये बेमेल शायद ही कभी छोटी परीक्षण उड़ानों के दौरान दिखाई देते हैं। वे केवल तभी स्पष्ट होते हैं जब सिस्टम लगातार संचालित होता है और छोटे समय या नियंत्रण विसंगतियाँ जमा होती हैं।
एक टैथर्ड ड्रोन सिस्टम का मूल्यांकन एक पूर्ण वास्तुकला के रूप में किया जाना चाहिए, न कि स्वतंत्र भागों के संग्रह के रूप में।
प्रयोगशाला परीक्षण और नियंत्रित प्रदर्शन वास्तविक परिचालन वातावरण को पूरी तरह से दोहरा नहीं सकते हैं।
लंबी अवधि के मिशनों में अक्सर बदलते हवा की स्थिति, तापमान में उतार-चढ़ाव, धूल, नमी और ऑपरेटर की थकान शामिल होती है। ऐसे सिस्टम जिनमें पर्याप्त पर्यावरणीय मार्जिन की कमी होती है, वे शुरू में अच्छा प्रदर्शन कर सकते हैं लेकिन वास्तविक दुनिया के तनाव के तहत लगातार खराब होते हैं।
प्रवेश सुरक्षा, कनेक्टर गुणवत्ता, केबल घर्षण प्रतिरोध और सॉफ़्टवेयर फॉल्ट हैंडलिंग सभी महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, एक बार संचालन योजनाबद्ध परीक्षण अवधि से आगे बढ़ जाता है।
विश्वसनीयता को इस बात से परिभाषित किया जाता है कि एक सिस्टम अपने सबसे खराब दिन पर कैसे व्यवहार करता है, न कि अपने सर्वश्रेष्ठ प्रदर्शन पर।
सबसे विश्वसनीय टैथर्ड ड्रोन सिस्टम वे नहीं हैं जिनमें सबसे अधिक विज्ञापित शक्ति या सबसे लंबी केबल लंबाई होती है। वे ऐसे सिस्टम हैं जिन्हें थर्मल संतुलन, यांत्रिक थकान, विद्युत स्थिरता और उप-प्रणाली समन्वय की स्पष्ट समझ के साथ डिज़ाइन किया गया है।
लंबी अवधि का संचालन एक ही पैरामीटर को अनुकूलित करके प्राप्त नहीं किया जाता है। यह रूढ़िवादी इंजीनियरिंग विकल्पों, पर्याप्त सुरक्षा मार्जिन और इस बारे में यथार्थवादी धारणाओं का परिणाम है कि सिस्टम वास्तव में क्षेत्र में कैसे उपयोग किए जाते हैं।
स्थायी हवाई मिशनों की योजना बना रहे ऑपरेटरों के लिए, इन कारकों का प्रारंभिक मूल्यांकन बाद में महंगे रीडिज़ाइन, परिचालन व्यवधान और अप्रत्याशित विफलताओं को रोक सकता है।
