Stfw.RuПервый ночной солнечный самолёт явился на свет
Суда, автомобили, самолёты - все они, по идее, могут двигаться за счёт солнечного света. Но построить такой аппарат в реальности - задача колоссальной инженерной сложности. Особенно если речь идёт о воздушной стихии
🕛 01.07.2009, 12:54
100 миллионов швейцарских франков ($92 млн), львиную долю которых обеспечили аж 60 спонсоров, множество участников из крупных институтов и фирм, поддерживающие проект знаменитости, годы напряжённого труда… Всё сошлось в одном волнительном моменте: сдёрнуто покрывало с аппарата, подобного которому ещё не знала история авиации.Швейцарский проект Solar Impulse представил публике готовый аппарат HB-SIA (Solar Impulse Alpha) - первый в мире пилотируемый самолёт на солнечной энергии, способный оставаться в воздухе и ночью.
Напомним, окончательная цель это грандиозного начинания - первый пилотируемый полёт вокруг земного шара исключительно на солнечной энергии. О предыстории и старте проекта, его ключевых идеях мы подробно рассказывали ещё в 2003-м.
Длина самолёта равна 21,85 метра, высота - 6,4 м. Размах крыльев достигает "сумасшедших" 63,4 метра. И это при облике, как у планера (кадр Solar Impulse).
Более детально конструкция уникального аппарата "нарисовалась" в 2007-м, и вот лишь теперь - машина готова. Но не стоит винить швейцарцев за долгострой - они взялись покорить высоту, ещё никем не взятую.
Да, кругосветки на самолётах были, в том числе и беспосадочные. Но - на горючем. Да, существуют самолёты, способные поднять в небо пилота только за счёт одной энергии солнечных батарей, размещённых на крыльях. Но они не способны провести в полёте целую ночь.
Наконец, существуют солнечные самолёты, способные без посадки лететь в течение дня, следующей ночи и опять дня. Но это - беспилотные машины. А соединить всё это в одном флаконе было ох как непросто.
Компьютерные расчёты и виртуальные полётные симуляторы, постройка отдельных узлов и масса тестов (аэродинамика, перегрузка, вибрации) - Solar Impulse далёк от самоделки, собранной на коленке. Иначе и быть не могло - слишком сложна задача. Неудивительно, что основной партнёр команды Пиккара - Швейцарский федеральный институт технологии в Лозанне (EPFL). С его помощью, а также ряда партнёров из промышленности, и удалось создать это чудо техники (кадры Solar Impulse).
Пусть в полдень на каждый квадратный метр земной поверхности Солнце обрушивает поток мощностью в 1 киловатт. Но в среднем за сутки эта мощность составляет только 250 ватт на квадратный метр.
С учётом площади крыльев (порядка 200 квадратов) КПД солнечных батарей и всяческих преобразователей в 12% получается, что средняя суточная мощность, доступная беспосадочному аппарату, - всего 6 киловатт, как у самолёта братьев Райт. Правда, тот полагался на топливо и весил всего ничего, а новой машине нужно нести с собой немало аккумуляторов для ночного полёта.
Только набор невероятных "диспропорций" (минимальный вес при гигантском размахе крыльев, тонкий баланс между управляемостью и устойчивостью, и всё это - при сохранении приемлемой прочности) может позволить человеку летать на солнечном свете. И швейцарцам удалось создать такой аппарат.
Четыре воздушных винта Solar Impulse (двухлопастные, диаметром 3,5 м) приводят в движение электромоторы (4 х 10 лошадиных сил) (кадр Solar Impulse).
Solar Impulse был официально представлен сегодня, 26 июня, командой, ведомой своим бессменным лидером, знаменитым путешественником Бертраном Пиккаром (Bertrand Piccard). Презентация прошла на аэродроме Дюбендорф близ Цюриха.
Что же получилось в итоге?
При размахе крыльев почти в 65 метров (как у большого аэробуса) HB-SIA весит всего 1,6 тонны, за что нужно благодарить углеродные композиты. В частности, углеродные панели машины достаточно прочны, чтобы противостоять воздушной стихии, при этом толщина их составляет десятые доли миллиметра.
На крыльях махины расположились 10 748 солнечных ячеек, и ещё 880 таких же фотоэлектрических преобразователей заняли поверхность горизонтального оперения. Эти ячейки состоят из монокристаллического кремния толщиной всего 130 микрометров. Они являются частью самого крыла и способны гнуться в полёте вместе с ним.
Ночной полёт этой машине обеспечивают литиево-полимерные аккумуляторы суммарным весом 400 килограммов.
Взлётная скорость солнечного самолёта составляет всего 35 километров в час, а крейсерская - 70 км/ч. Потолок равен 8,5 км. Скромно? Но это - только за счёт падающего света.
HB-SIA ещё предстоит впервые оторваться от земли (что намечено на нынешнее лето). Затем последует серия испытаний (осень) и, наконец, первый пилотируемый "солнечный" полёт в режиме день-ночь-день, то есть - первый в мире полёт человека без посадки длительностью 36 часов только на энергии света. Это произойдёт, вероятно, уже в 2010-м.
Но вокруг планеты эта машина не полетит. Опробованные на ней решения команда Пиккара намерена применить на втором Solar Impulse - HB-SIB, который должны построить в 2011-м. Он будет заметно крупнее и мощнее, с герметичной кабиной (у HB-SIA она негерметична) и лучшей авионикой, чем первый собрат.
Вот на нём сам Пиккар и намерен в 2012-м впервые перелететь Атлантику на энергии света, а чуть позже - обогнуть Землю.
Беспосадочный перелёт на протяжении нескольких дней потребует от Solar Impulse умения "выжимать" последние крохи энергии из лучиков заходящего солнца, чтобы дождаться рассвета, не упав на землю от "голода" (иллюстрации Solar Impulse).
Увы, кругосветка не получится беспосадочной. Технически Solar Impulse смог бы летать без остановки хоть месяцами, но всё упирается в физические возможности пилота.
Средняя скорость в таком длительном рейсе (не забываем про ночную фазу, проходящую на аккумуляторах, накопивших энергию за предшествующий день) составит 46 км/ч, поясняет Бертран, а значит, вокруг земного шара удалось бы пролететь за 20-25 дней.
Между тем максимум для человека, не покидающего кабину и работающего почти без сна, это 5 дней. Погода и автопилот позволят спать от 15 минут до 2 часов в сутки, поясняют авторы проекта.
На деле ради большей безопасности, скорее всего, будут использоваться четырёхдневные отрезки. Так что солнечную кругосветку придётся выполнять за несколько больших "прыжков", говорят швейцарцы.
"Реальный успех Solar Impulse будет достигнут, когда миллионы людей присоединятся к подобным проектам. Когда по всему миру будут широко использоваться возобновляемые источники и технологии экономии энергии. В нашей повседневной жизни", - говорит Пиккар (кадр Solar Impulse).
4-5 остановок в пути позволят менять пилота в кабине солнечного аппарата (Пиккар будет чередовать свои рейсы с Андрэ Боршбергом (Andre Borschberg), вторым основателем Solar Impulse), а кроме того - это позволит демонстрировать уникальный самолёт в разных странах. Так что реальный рейс займёт 4-5 месяцев.
Кругосветка эта будет тяготеть к экватору, но большая часть пути пройдёт в Северном полушарии. Возможно, что Пиккар приблизительно повторит на Solar Impulse своё удивительное путешествие на Breitling Orbiter 3: в 1999 году Бертран и Брайан Джонс (Brian Jones) совершили первую в мире успешную беспосадочную кругосветку на воздушном шаре.
Через десять лет швейцарский путешественник сделал важный шаг, чтобы повторить этот подвиг на новом витке развития техники.