Літак із 72-метровим розмахом крил - більшим за Boeing 747 - вагою всього 2,3 тонни, Solar Impulse 2 вирушив з Абу-Дабі, щоб спробувати здійснити орбіту навколо сонячного світла.

виводять

Якщо швейцарські пілоти-підприємці Бертран Піккар та Андре Боршберг, які по черзі літають на одномісному літаку, досягнуть своєї мети, це буде надзвичайним успіхом і демонстрацією можливостей сонячної енергії.

Сонячний літак - це величезна проблема, для якої конструкція літака повинна бути тонко вдосконалена двома ключовими вимогами до ефективності та ваги. Літак живиться від 17000 сонячних панелей, встановлених на верхній поверхні крила, які заряджають літій-іонні батареї, забезпечуючи живлення чотирьох електродвигунів, що ведуть чотириметрові гвинти.

Встановіть курс для максимальної ефективності

Хоча батареї літака будуть повністю заряджені під час зльоту, дуже важливо, щоб сонячні панелі могли забезпечувати енергію, необхідну для постійного утримання літака в повітрі. Це ускладнюється, оскільки кількість енергії, яку панелі можуть перетворити, залежить від погодних умов, кута сонця на небі і, звичайно, дня чи ночі. Отже, в ідеальних умовах сонячні панелі повинні виробляти надлишкову енергію, щоб живити літак і підтримувати заряджені батареї, щоб літак залишався в повітрі під час менш ідеальних умов або вночі. Простіше кажучи: без прямого сонячного світла, що забезпечує енергію, система повинна бути налаштована на максимальну економію енергії, щоб вона не впала з неба.

Тому ефективність має вирішальне значення для забезпечення того, щоб літак міг витрачати кожен джоуль накопиченої енергії: такі компоненти, як електродвигуни, що лежать в основі системи, повинні бути надзвичайно ефективними, щоб не розряджалася потужність. Цього можна досягти, вибравши оптимальну конструкцію двигуна, яка виготовлена ​​з найкращих матеріалів. Ключові матеріали включають дуже міцні постійні магніти, які дозволяють двигуну генерувати крутний момент, який йому потрібно повернути. Також спеціалізовані електричні сталі, що утворюють серцевину двигуна, надзвичайно тонкі і мають дуже низькі електричні втрати.

Втрата ваги літака

Це також випадок, коли важкий електродвигун є найбільш ефективним - тому контроль ваги є справжньою проблемою для такого проекту. Кожен кілограм ваги, доданий до двигуна, повинен перевозитися в повітря літаками. Щоб нести більше ваги, повітряний змій повинен бути важчим і міцнішим, а це означає, що більша загальна вага вимагає більше енергії, щоб отримати більш повітряні, більш вимогливі батареї, що збільшують вагу - нестійка зростаюча спіраль.

Але це може спрацювати. Мабуть, найбільш вражаючим прикладом цієї технології є сонячний літак Zephyr, розроблений британською компанією QinetiQ. Працюючи на двигунах, розроблених в Університеті Ньюкасла, в 2010 році пілот Зефір побив рекорд найдовшого польоту серед усіх літаків і провів у повітрі два тижні.

Літаки не тільки для подорожей

Зефір ніколи не був розроблений для перевезення пілота, а натомість виступав як заміна супутників. Такі авіаційні парки можуть залишатися на висоті 50 000-70 000 футів поза зоною дії комерційних літаків. Вони могли запропонувати всі послуги зв’язку та ретрансляції, які в даний час надаються супутниками, але з часткою вартості побудови транспортного засобу, придатного для космічних польотів, і виведення його на орбіту.

Наближення до Землі - політ на висоті 25 км порівняно з 36 000 км для геостаціонарного супутника - створює менші втрати в сигналах зв'язку. Це пропонує можливість дешевого, надзвичайно високошвидкісного зв'язку, без потреби в супутникових антенах та великих передавачах, без необхідності дорогої інфраструктури, наприклад, веж мобільних телефонів та волоконно-оптичних кабелів.

Дивлячись на цю перспективу, чи не найбільшою слабкістю сонячного імпульсу 2 є намір проекту перевезти двох людей по всьому світу. Екіпаж людини важкий, йому потрібно спати, їсти і пити. Це обмежувальні фактори, а не авіаційні технології.

Хоча ефективність перетворення сонячних панелей постійно покращується, а їх витрати за останні роки зменшились, ідея сонячної компенсації для наших флотів транспортних літаків є, мабуть, фантазією. Але перспектива створення автономних безпілотних літальних апаратів з необмеженим радіусом дії представляє всілякі можливості та можливості на майбутнє.