Wojna w Ukrainie bardzo wyraźnie pokazała, że małe bezzałogowce mogą być zużywane w tempie, przy którym przestajemy mówić o pojedynczych maszynach powietrznych, a zaczynamy traktować je niemal jak amunicję. Amerykanie najwyraźniej doszli do podobnego wniosku, bo ich plan produkcji nawet miliona małych dronów rocznie zaczyna schodzić z poziomu wielkiej deklaracji do znacznie mniej spektakularnych problemów… na przykład magnesów.
Milion wojskowych dronów zaczyna się od ich silników
Firma Vulcan Elements została wybrana do dostarczania magnesów neodymowo-żelazowo-borowych, czyli NdFeB, dla programu SkyFoundry amerykańskiej armii. Trafią one do silników bezszczotkowych napędzających niewielkie bezzałogowce, co akurat pokazuje nam coś wyjątkowo ciekawego.
Czytaj też: Niewidzialne samoloty wojskowe nadchodzą? Radar i termowizja mają nowy problem
Typowy mały dron typu quadkopter wykorzystuje cztery silniki. Jeżeli więc mówimy o milionie takich maszyn rocznie, to skala zapotrzebowania idzie nie w milion, lecz potencjalnie w kilka milionów jednostek napędowych. Tymczasem uruchomiona w Tobyhanna Army Depot linia ma deklarowaną zdolność produkcji ponad 500000 silników rocznie, więc “tylko” pół miliona. Tylko na tle tego, że cel miliona dronów wymagałby użycia… 4 mln silników, co właśnie pokazuje, czego wymagałaby pełna realizacja najbardziej ambitnych założeń SkyFoundry.
Tutaj właśnie widzę sedno całej historii. Zaprojektowanie kolejnego małego FPV nie jest dziś szczególnie dużym osiągnięciem technologicznym. Znacznie trudniej jest jednak stworzyć przemysł, który każdego dnia będzie dostarczał tysiące silników, regulatorów, akumulatorów, śmigieł, kamer, układów sterowania i pozostałych komponentów do tej “nowej amunicji”. Dlatego zresztą Armia USA wymagała od potencjalnych dostawców magnesów krajowego i pionowo zintegrowanego procesu produkcyjnego.
Magnesy podstawą dronów
Wspomniane magnesy NdFeB są stosowane właśnie dlatego, że pozwalają uzyskać bardzo silne pole magnetyczne przy niewielkiej masie i objętości. W miniaturowym silniku elektrycznym ma to ogromne znaczenie, bo dron musi przecież unieść własny akumulator, elektronikę, kamerę, a w zastosowaniach wojskowych często również często bojowy ładunek. Problem zaczyna się wtedy, gdy takie magnesy chcemy produkować nie tysiącami, lecz w ilościach potrzebnych całemu sektorowi przemysłowemu.
Chiny przez lata zbudowały dominującą pozycję zarówno w wydobyciu i przetwarzaniu pierwiastków ziem rzadkich, jak i produkcji gotowych magnesów. Właśnie dlatego kolejne państwa próbują dziś przenieść część tego łańcucha dostaw na własne terytorium. Ten problem opisywałem się już przy nowych chińskich złożach metali ziem rzadkich, odzyskiwaniu dysprozu z magnesów neodymowych czy opracowywaniu magnesów niewymagających metali ziem rzadkich. Im więcej elektrycznych silników trafia do samochodów, robotów, maszyn przemysłowych i dronów, tym poważniejsza staje się kwestia kilku pozornie egzotycznych pierwiastków.
Czytaj też: Atomowy niszczyciel pozostanie pod wodą, a będzie widzieć wszystko. USA wydadzą na to pół miliarda
Nie chodzi przy tym wyłącznie o drony. Takie magnesy trafiają do samochodów elektrycznych, robotów, urządzeń przemysłowych i całej masy innych konstrukcji wykorzystujących kompaktowe silniki elektryczne. Jeśli nagle kilka branż zaczyna jednocześnie potrzebować coraz większych ilości tego samego komponentu, to kontrola nad jego produkcją przestaje być wyłącznie zagadnieniem gospodarczym. Girma Vulcan Elements deklaruje, że jej łańcuch dostaw nie jest uzależniony od Chin w kwestii materiałów, technologii, oprogramowania ani własności intelektualnej.
USA budują ogromną fabrykę, ale czy to wystarczy?
Vulcan Elements przygotowuje obecnie w Benson w Karolinie Północnej zakład o powierzchni około 102000 m². Po osiągnięciu pełnej skali produkcji ma wytwarzać do 10000 ton magnesów rocznie i stworzyć około 1000 miejsc pracy. Tyle że to… przyszlość. Fabryka nadal powstaje, program SkyFoundry dopiero rozwija swoje moce, a milion dronów rocznie pozostaje celem, a nie aktualnym wynikiem produkcyjnym.
Samo zabezpieczenie źródła magnesów rozwiązuje ponadto tylko jeden fragment układanki. Trzeba jeszcze zdobyć odpowiednie surowce, przetworzyć je, wyprodukować magnesy, zbudować silniki, dostarczyć elektronikę i akumulatory, a następnie złożyć z tego gotowe maszyny. Dopiero wtedy możemy mówić o przemysłowej produkcji dronów naprawdę na skalę, którą sugeruje liczba miliona sztuk rocznie.
Czytaj też: Latający lotniskowiec już działa. Tak USA dostarczają nad cel całą armię
Właśnie w tym tkwi najciekawsza część całej dronowej rewolucji. Możemy nauczyć bezzałogowiec samodzielnego lotu, rozpoznawania obiektów i współpracy z innymi maszynami, ale żadna z tych rzeczy nie ma większego znaczenia, jeśli przemysł nie będzie w stanie wyprodukować odpowiedniej ilości sprzętu. Może to i dobrze? W końcu wojna przyszłości, w której zamiast jednego niezwykłego robota za miliardy dolarów pojawiają się całe setki tysięcy małych maszyn, to niekoniecznie wizja, która powinna się kiedykolwiek ziścić.
Źródła: Vulcan Elements, Interesting Engineering, Armia USA
