Модел на самолет със слънчева енергия. Дрон, захранван със слънчева енергия, може сериозно да измести сателитите Модел на самолет със слънчева енергия

ОТ лека ръкаЗа журналистите самолетите със слънчева енергия, способни да останат във въздуха за неопределено време, започнаха да се наричат атмосферни спътници, въпреки че това понятие включва много повече обекти, като балони. Най-известният проект в тази област беше Solara 50 на американската компания Titan Aerospace, чиито снимки изпълниха интернет и страниците на списания. Но никой никога не е чакал истински полети. Концепцията се провали поради факта, че голям самолет не може да бъде направен по същия начин като малък. Видеото се оказа много красиво, но такъв самолет, уви, не можеше да лети.

Нощта издържа

В крайна сметка „бащата“ на атмосферните спътници е захранваният със слънчева енергия безпилотен летателен апарат Helios на НАСА, който достигна височина от 29 524 m на 3 август 2001 г., което остава текущият световен рекорд за надморска височина за устойчив хоризонтален полет за нереактивни летателни апарати крилат самолет и прекара повече от 40 минути на височина над 29 км. Той обаче не успя да остане поне един ден във въздуха и през 2003 г., по време на тестов полет за максимална продължителност на престоя във въздуха на височина 850 м, Хелиос попадна в зона на силна турбуленция, рухна и падна в Тихия океан.

Много по-успешен е свръхлекият дрон Zephyr, разработен от британската компания QinetiQ, който през 2007 г. постави неофициален световен рекорд за продължителност на полета на БЛА - 54 часа. През 2008 г. 30-килограмов Zephyr-6 прекара във въздуха 82,5 часа, а през 2010 г. 30-килограмов Zephyr-7 вече издържа две седмици над пустинята в Аризона с максимална височина на полета от 18 км. След това QinetiQ беше придобит от Airbus Defence and Space и проектът стана напълно военен и таен. Новият Zephyr-8 през 2015 г. остана във въздуха същите две седмици, но с полезен товар от 5 кг. И тази година се съобщава за началото на тестването на Zephyr S с размах на крилата 22,5 метра. Проектът Zephyr има достъп до най-новите технологии. Например, той използва литиево-серни Li-S батерии, които имат специфичен капацитет два пъти по-висок от наличните на пазара.

Тази година могъщият Facebook се намеси в играта, след като преди това придоби британската компания Ascenta, която разработи гигантския дрон за голяма надморска височина Aquila. През юни 2016 г. Aquila направи първия си 90-минутен полет досега. До август 2016 г. дълго време не се чуваше нищо за руските разработки в областта на атмосферните спътници.

Главен конструктор, започва да лети и да проектира авиационна техника на 14-годишна възраст. Основни алгоритми на системата за управление, проблеми на устойчивостта и управляемостта.

На 2 август 2016 г. се появи новината, че в Русия успешно е тестван безпилотен апарат, който е престоял във въздуха повече от 50 часа на височина до 9 км. Депутат изпълнителен директорФондация за напреднали изследвания Игор Денисов съобщи, че е направен експериментален полет на умален модел в рамките на проекта Owl, изпълняван от Фондацията за напреднали изследвания и компанията Тибър. И седмица по-късно седяхме в московския офис на Taiber и попитахме ръководителя на проекта Юрий Тицик и главния дизайнер Вячеслав Шпилевски за техническите подробности.

Нов подход

Идеята за самолет с гъвкаво крило дойде на Юри преди две години. Той сподели идеята с приятелите си планеристи: почти целият екип за разработка на Owl идва от клубовете по планеризъм и това е видно от проекта. Приятели го подкрепиха и без забавяне Юрий и Вячеслав направиха първия модел от пенопласт с размах на крилата от два метра. Запазени са трогателни кадри от първите изстрелвания, извършени в двора на къщата. Моделът полетя и то как! Така се формира гръбнакът на екипа - Юрий стана ръководител на проекта, Вячеслав Шпилевски - главен дизайнер, а Алексей Стратилатов се зае с интегрирането на неговата система за управление в нова схемасамолети, електронен пълнеж и автопилоти. През последните няколко години момчетата са направили около двадесет прототипа. Преди година проектът беше подкрепен от Фондацията за напреднали изследвания, а през септември трябва да излети пълноразмерно устройство с размах на крилата 28,5 м.

Завързани с един конец

Как се държат атмосферните спътници в небето, които трябва да са във въздуха с месеци? През деня те зареждат батериите си чрез слънчеви панели и набират възможно най-висока височина, акумулирайки потенциална енергия. След залез слънце те трябва да губят височина възможно най-бавно, пестейки енергия - все още не са измислени летящи енергийни танкери. Следователно устройствата трябва да имат аеродинамика на нивото на най-добрите планери и дори по-добре - да ги надминават. Един от основните методи за повишаване на аеродинамичното качество (колко метра може да лети самолетс намаление с един метър) - удължение на крилото (отношението на размаха на крилото към средната ширина). Само три рекордни планера в света имат тази стойност над 50 единици и това на практика е границата. С класическото оформление лонжеронът предотвратява счупването на крилото - мощен силов елемент, разположен по цялата дължина на крилото и възприемащ момента на огъване. Колкото по-дълго е крилото, толкова по-тежък е лостът и дори съвременните въглеродни влакна не спасяват ситуацията. А мощната кожа предпазва крилото от усукване. Във всеки учебник по проектиране на самолети ясно се казва, че с увеличаването на линейните размери на самолета масата му нараства на куб, поради което мащабирането на красиви ажурни прототипни модели до реални размери често води до катастрофи. Ето защо не видяхме пълноразмерна Solara, проектирана по класическата схема.

Идеята на Юрий Тицик беше необичайна - да се направи гъвкаво крило без класически рангоути и торсионно работеща кожа. Някой чувал ли е албатрос да си счупи крилата по време на полет? Но тези птици летят при бурен вятър. Обикновените самолети избягват това, да не говорим за експерименталните или рекордьорите. Природата ясно предлага използването на "гъвкави решения". Освен това птиците нямат елерони - за да се обърнат, те усукват цялото крило.

„Ето ни на снимката, ние тримата държим самолета“, Юри отваря файла на компютъра. „Ако двама души по краищата го пуснат, ще се счупи. Устройството е гъвкаво и крехко. Дори го счупихме няколко пъти, докато го носехме. Но това не се случва по време на полет." Вячеслав Шпилевски се опитва да ми обясни идеята в достъпни изображения: „Нашият апарат е като училище от птици, върховете на крилете им са вързани, за да им е по-лесно да спазват дистанция.“ Всъщност "Совата" представлява три самолета, летящи в много, много плътна формация. По-плътна от легендарната муха "Swifts". И ако нарушат формацията, самолетът ще се разпадне. Полетът на тази схема на устройството стана възможен благодарение на електрониката, базирана на автопилота, създаден от Алексей, и уникалните алгоритми, написани от Вячеслав.

На Owl също липсват елерони, класическите аеродинамични контроли на задния ръб на крилото, които регулират ъгъла на накланяне на самолета. Наклонът се контролира от хоризонтални стабилизатори на задните фюзелажи на страничните корпуси. Оперението на централното тяло е отговорно за курса и височината. Бухалът има два електрически мотора. „Колкото повече двигатели, толкова повече витла и колкото повече от тях, толкова по-малък е диаметърът им и са по-леки. Юрий има прости и логични отговори на всичко. „В допълнение, двигателите компенсират теглото на опашните стрели със стабилизатори.“

Планерни гени

Припомняйки корените на планера на създателите, питам дали устройството използва възходящи потоци. Набира ли височина в тях автоматичен режим? „Сега внедрихме алгоритъм за центриране нагоре по веригата. Ако устройството се натъкне на зона на възходящо течение, то прави завой, премествайки се в зона, където скоростта на изкачване е по-висока - Юри демонстрира маневрата на планера с ръцете си - и автоматично отработва потока до самия ръб на облаците . Възходящите потоци работят до височината на долната граница на купеста облачност - около 2000 м. Ако потокът изчезне, той продължава да лети по-нататък по програмата. Все още не знае как самостоятелно да търси възходящи потоци и сега никой не може. Но това е по-скоро интересът ни като планеристи, защото по-голямата част от времето Бухалът прекарва над облаците, където почти няма топлинни възходящи потоци. Използвахме и термики, за да проверим оцеляването на устройството в турбулентна атмосфера - те се разклащат осезаемо.

За цялото време на полета батерии„Совите“ не паднаха под 30% и задавам въпроса, който щях да задам в самото начало на разговора: ако е имало такъв запас от енергия, защо не са поставили нов рекорд? „Просто нямахме такава задача“, усмихва се Юрий Тицик. "И за да разберете способността на енергийната система да работи автономно, са достатъчни два цикъла на зареждане и разреждане."

12 май 2013 г

Лятото на 2010 ще остане завинаги в историята на авиацията. Първи пилотиран самолет със слънчева енергиянаправи полет без кацане с продължителност повече от един ден. Уникален прототип СЛЪНЧЕВ САМОЛЕТ HB-SIA е рожба на швейцарска компания СлънчеваИмпулси неин постоянен президент Бертран Пикар.

В съобщението си, публикувано на уебсайта на компанията след успешни тестове самолет , Пикар отбеляза: „До този ден не можехме наистина да разчитаме на ничие доверие. Сега наистина можем да покажем на целия политически и икономически свят, че тази технология работи.

В ранната утрин на 7 юли, благодарение на генерираната енергия от 12 хил слънчеви клетки, монтиран на крило с дължина над 64 метра (съвсем сравнимо с размерите на лайнера Airbus A340), необичайно изглеждащ едноместен самолет с тегло един и половина тона излетя от летището в Пайерн (Швейцария) . Начело седеше един от основателите, 57-годишният швейцарски пилот и бизнесмен Андре Боршберг.

„Това беше най-невероятният полет в живота ми“, отбеляза той след кацането. „Просто седях и гледах как нивото на батерията се покачва всеки час и се чудех дали има достатъчно капацитет за цялата нощ. И в резултат на това 26 часа отлетяха без нито една капка гориво и никакво замърсяване на околната среда!“

Не е първият самолет със слънчева енергия, построен от човек, но първият преминал границата между деня и нощта с пилот на борда.

Модели СЛЪНЧЕВИ САМОЛЕТИзапочва да се появява през 70-те години на миналия век с пускането на пазара на първите достъпни фотоволтаични клетки, а пилотираните полети започват през 80-те години. Американски екип, ръководен от Пол Маккрийди, създаде самолет Solar Challenger с мощност 2,5 kW, който постигна впечатляващи часове полет. През 1981 г. успява да прекоси Ламанша. А в Европа Гюнтер Рохелт от Германия издигна небето на собствения си модел Solair 1, оборудван с две хиляди и половина клетки с обща мощност около 2,2 kW.

През 1990 г. американецът Ерик Реймънд прекоси Съединените щати със своя Sunseeker. Въпреки това, пътуването с двадесет спирки отне повече от два месеца (121 часа полет), а най-дългият сегмент беше около 400 километра. Претеглен модел самолет само 89 килограма и беше оборудван със силикон слънчеви панели.

В средата на 90-те няколко такива самолета участваха наведнъж в конкурса Berblinger: те бяха изправени пред задачата да достигнат височина от 450 метра и да издържат на слънчева енергия от порядъка на 500 вата на квадратен метър крило. Наградата през 1996 г. отиде при модела на проф. Wojta-Nietzschmann от университета в Щутгарт, чийто Icare II имаше 25-метрово енергийно крило с площ от 26 квадратни метра. метра.

През 2001 г. соларният дрон Helios на AeroVironment, проектиран специално за НАСА и с размах на крилете над 70 метра, успя да достигне височина над 30 километра. Две години по-късно той попада в зона на турбулентност и изчезва някъде в Тихия океан.

През 2005 г. малък дрон с размах на крилете около 5 метра от Алън Кокони и неговата компания AC Propulsion за първи път успешно извърши полет, продължил повече от 48 часа. Поради енергията, натрупана през деня, самолет е способен на нощен полет. И накрая, през 2007-2008 г. англо-американската компания QuinetiQ извърши успешни полети на своите самолет Зефир с продължителност 54 и 83 часа. Колата тежи около 27 кг, размахът на крилата е 12 м, а височината на полета надвишава 18 км.

Проект самолет със слънчева енергия Solar ImpulseЕдва ли щях да изляза от памперса на рисунките и скиците, ако не беше енергията на неуморимия Бертран Пикар – лекар, пътешественик, бизнесмен и летец-рекордьор. Изглежда обаче и гените са помогнали.

Дядото на иноватора Огюст Пикар е известен физик, приятел на Айнщайн и Мария Кюри, един от пионерите на авиацията и подводните дела, изобретателят на първия дълбоководен апарат и стратосферния балон. Преодолявайки 15-километрова височина с балон в началото на 30-те години, той става първият човек в света, който вижда със собствените си очи кривината на повърхността на земното кълбо.

Тогава Огюст беше изтеглен и изобретателят построи дълбоководен апарат, който нарече батискаф. След няколко съвместни гмуркания синът му Жак Пикар толкова се увлича от изследването на мистериите на океаните, че става един от пионерите, посетили дъното на Марианската падина (дълбочина 11 км.). Тогава, вземайки за основа работата на баща си, Жак построи първата в света подводница за туристи, както и мезоскаф за изследване на Гълфстрийм.

Благодарение на баща си Бертран Пикар, който е роден през 1958 г., получи уникална възможностлично се запознава с изключителни личности, които до голяма степен определят бъдещето му: известният швейцарски пилот спасител Херман Гайгер, с когото прави първия полет над Алпите, водолазът-рекордьор Жак Майол, който го учи да се гмурка във Флорида, един от стълбовете на света астронавтика, Вернер фон Браун, който го запознава с астронавти и служители на НАСА.

На 16-годишна възраст, завръщайки се от Флорида след друг практически курс по дълбоко гмуркане, Бертран прави първото си пътуване със самолет, откривайки делтапланер. Чудно ли е, че именно той скоро стана един от пионерите на този спорт в Европа. Години по-късно Пикар не само става основател на Швейцарската федерация по делтапланеризъм и професионален инструктор, но и опитва всичко, което е възможно: въздушна акробатика, изстрелване с балон, скачане с парашут. Няколко пъти Пикард става европейски шампион в този спорт и накрая е първият, прелетял над швейцарско-италианските Алпи на триколка.

Незабелязаното "въздушно" хоби се превърна за него и в професионална лаборатория. Интересувайки се от поведението на хората в екстремни ситуации, Пикар постъпва в катедрата по психиатрия и няколко години по-късно получава докторска степен от Медицинския факултет на университета в Лозана в областта на психотерапията, след което отваря собствена практика. Предметът на особен интерес за Бертран беше техниката на медицинската хипноза: той получи липсващите знания както в университетите на Европа и САЩ, така и от последователите на даоизма в Югоизточна Азия.

Именно този интерес върна Пикард обратно на небето. През 1992 г. Chrysler беше домакин на първото трансатлантическо състезание с балон с горещ въздух, наречено Chrysler Challenge. Белгийският летец Вим Верштратен покани Пикард като втори пилот - той беше сигурен, че наличието на психотерапевт на борда, който познава практиката на хипнозата, може да бъде добро предимство пред останалите екипи. Така и стана. Екипажът на Верстратен и Пикар премина лесно маратона и спечели историческото състезание, кацайки в Испания след петдневен полет от пет хиляди километра.

За Пикард летенето не е просто откровение, но и нов начин за взаимодействие с природата. След 18 години делтапланеризъм той имаше нова мечта- летете по света без двигател и рул, разчитайки на волята на вятъра.

И мечтата се сбъдна. Дори и да не е от първия опит. Спонсори бяха швейцарският производител на часовници Breitling и Международният олимпийски комитет. На 12 януари 1997 г., след три години подготовка, балон, наречен Breitling Orbiter, излита от летище в Швейцария, но поради технически проблеми се приземява след шест часа. Breitling Orbiter 2 излита през февруари 1998 г., но отново не успява да достигне целта си. Този път спирането се случи в Бирма, след като китайските власти отказаха на Picard въздушен коридор. Този полет беше най-дългото пътуване с балон в историята (над девет дни), но целта все още не беше постигната.

И накрая, третият балон напусна Швейцария през март 1999 г. и кацна в Египет след непрекъснат полет от почти 20 дни и повече от 45 000 километра. С безпрецедентното си пътешествие Пикард счупи седем световни рекорда, спечели няколко почетни научни титли и влезе в енциклопедиите заедно със своите знаменити баща и дядо.

Breitling Orbiter 3 се съхранява в Музея на въздуха и космоса Смитсониън в САЩ, а Бертран Пикар е написал няколко книги и е бил желан гост на множество лекции и семинари.

През 2003 г. неуморният Пикар обяви ново, още по-амбициозно начинание, като се зае със създаването на пилотиран самолет със слънчева енергияспособен да обиколи цялото земно кълбо. Така се стигна до проекта СлънчеваИмпулс.

Партньор на Picard и незаменим изпълнителен директор на компанията беше швейцарският пилот и бизнесмен Андре Боршберг. Той е роден в Цюрих, завършва инженерство във Федералния политехнически институт в Лозана (EPFL), получава диплома по мениджмънт от легендарния Масачузетски технологичен институт и оттогава е натрупал богат опит като основател и мениджър на голямо разнообразие от бизнеси проекти. Освен това от ранна възраст Андре обичаше авиацията - учи в училището на военновъздушните сили на Швейцария и получи повече от дузина лицензи, даващи право професионално управлениесамолети и хеликоптери от всички възможни категории.

Боршберг работи пет години в McKinsey, една от най-големите консултантски компании в света, след което основа собствен фонд за рисков капитал, стартира две високотехнологични компании и създаде благотворителна фондация.

През 2003 г. в Лозана Пикард и Боршберг проведоха предварителни проучвания, които потвърдиха фундаменталната инженерна осъществимост на реализацията на концепцията на Пикар. Изчисленията потвърдиха, че за създаване самолет на слънчеви панелитеоретично възможно. През ноември 2003 г. проектът беше официално стартиран и започна разработката на прототип.

От 2005 г. Кралският институт по метеорология в Брюксел симулира пробни виртуални полети на модел на самолет в реални условия на летищата в Женева и Цюрих. Основната задача беше да се изчисли оптималният маршрут, защото дълго време да бъдеш под облаците, покриващи слънцето, СЛЪНЧЕВ САМОЛЕТНе можех. И най-накрая през 2007 г. започва производството на самолета.

През 2009 г. първородният HB-SIAбеше готов за тестови полети. В процеса на създаване на дизайна инженерите са изправени пред две основни задачи. Трябваше да поддържа теглото ниско самолет , като същевременно се постига максимално съотношение мощност/тегло и ефективност. Първата цел беше постигната чрез използването на въглеродни влакна, специално проектиран "пълнеж" и чрез премахване на всичко излишно. Например пилотската кабина нямаше отоплителна система, така че Боршберг трябваше да използва специален термичен костюм.

Основният по същата причина беше въпросът за получаване, акумулиране и оптимално използване на слънчева енергия. В типичен обед всеки квадратен метър от земната повърхност получава около хиляда вата или 1,3 „конски сили топлина“. 200 квадратни метра слънчеви клетки с 12% ефективност генерират около 6 киловата енергия. много ли е Нека просто кажем, че приблизително същата сума е била на разположение на легендарните братя Райт през 1903 г.

Pa повърхност на крилото СЛЪНЧЕВ САМОЛЕТбяха монтирани повече от 12 хиляди клетки. Тяхната ефективност може да бъде по-висока - на нивото на тези панели, които са инсталирани на МКС. Но по-ефективните клетки носят по-голяма тежест. В безтегловност това не играе роля (по-скоро при издигане на енергийни ферми в орбита с помощта на космически "камиони"). въпреки това СЛЪНЧЕВ САМОЛЕТПикард трябваше да продължи да лети през нощта, използвайки енергията, съхранявана в батериите. И тук всеки лепкав килограм играе критично важна роля. Именно фотоклетките се оказват най-тежкият компонент на машината (100 килограма, или около една четвърт от теглото на самолета), така че оптимизирането на това съотношение е най-трудната задача за инженерния екип.

Накрая, на СЛЪНЧЕВ САМОЛЕТинсталирана уникална бордова компютърна система, която оценява всички параметри на полета и осигурява необходимата информацияпилот и наземен екипаж. Общо инженери СлънчеваИмпулсв хода на изпълнението на проекта са създадени около 60 нови технологични решения в областта на материалите и слънчевата енергия.

През 2010 г. започнаха първите и много успешни тестови полети, а още през юли Андре Боршберг направи своя исторически денонощен полет.

„До сутринта батериите все още имаха около 10 процента от заряда“, каза Боршберг, вдъхновен. „Това е прекрасен и напълно неочакван резултат за нас. Нашият самолет е с размерите на пътнически самолет и тежи като кола, но не консумира повече енергия от мотопед. Това е началото нова ераи не само в авиационната индустрия. Показахме потенциала на възобновяемата енергия: ако можем да я управляваме, тогава можем да правим много други неща. С помощта на новите технологии можем да си позволим да поддържаме обичайния си стандарт на живот, но консумираме много по-малко енергия. Засега сме твърде зависими от двигателите с вътрешно горене и цените на ресурсите!“

HB-SIA- технически подробности за прототипа

Височина на полета - 8 500 m
Максимално тегло - 1 600 кг
Крейсерска скорост - 70 км/ч
Минимална скорост - 35 км/ч
Размах на крилата - 63,4 m
Крило - 200 кв.м
Дължина - 21,85м
Височина - 6,4м
Мощност на електроцентралата - 4 × 7,35 kW
Диаметърът на витлата на електроцентралата е 3,5 m
Тегло на батериите - 400 кг
Ефективност на слънчевите панели (11 628 монокристала) - 22,5%

Наистина ли слънчева авиациябъдеще? Разбира се, обещава Боршберг. През 1903 г. братя Райт са убедени, че е невъзможно да се прекоси Атлантическия океан със самолет. И 25 години по-късно Чарлз Линдберг успя да лети от Ню Йорк до Париж. Също толкова години отне създаването на първия 100-местен самолет. Екипът на Пикард и Боршберг е едва в началото на пътуването, максимална скоростработен прототип - не повече от 70 километра в час. Но първата стъпка вече е направена.

Въпреки това, в СлънчеваИмпулсвече се знае какво ще се случи по-нататък. През 2012-2013 г. прототипът СЛЪНЧЕВ САМОЛЕТ HB-SIB с обновено оборудване и постоянно налягане в пилотската кабина трябва да направи първото околосветско пътуване на "слънчевото крило". Размахът на опорната повърхност ще бъде около 80 метра - повече от всеки съвременен самолет. Очаква се полетът да се извърши на височина 12 километра. Вярно, няма да е непрекъснато. Смяната на екипажа от двама пилоти ще изисква пет кацания. В крайна сметка полетът с все още ниска линейна скорост ще отнеме повече от три до четири дни.

Както и да е, проектът на Пикар вдъхва оптимизъм. Може би след няколко десетилетия авиокомпаниите най-накрая ще спрат да повтарят сакраменталната мантра, че скоро „петролът ще свърши“. Ще свърши ли? Така че това е страхотно. Ще летим не на керосин, а на слънчева енергия!

И все пак ще ви напомня за това и ще разбера от какви кубчета е съставен Оригиналната статия е на уебсайта InfoGlaz.rfЛинк към статията, от която е направено това копие -

Вече съществуват истински самолети, които се захранват от слънчеви панели. Възможно ли е да направите със собствените си ръце същия или поне близък до реалността аналог, тоест модел на самолет със слънчева енергия, който да бъде напълно автономен и да не се нуждае от презареждане от мрежата или смяна на батерии . Тоест, така че да е малък „летящ“.

Майсторът напредна в тази посока, създавайки движещ се модел на самолет със слънчева енергия, който, за съжаление, може да лети само условно, като е окачен на нишка без резба, и това решение представлява известен интерес за дизайнерите на самолети играчки.

Авторът е направил този самолет за сина си, като е решил да оборудва своя домашно направен летящ апарат със слънчеви панели и малък двигател. Като генератор на електричество се използва селска лампа с ниска мощност или по-скоро нейното пълнене. Два такива панела са поставени на самолета. Двигателят също беше вътре в тази лампа, която имитираше пърхането на крилете на пеперуда. Тази лампа работеше само през деня, за дълго зареждане, предвид голямото натоварване под формата на двигател, не беше подходящо.

В модела на самолета моторът от лампата се използва за въртене на перката. Благодарение на факта, че са доставени два слънчеви панела, дори светлината на 40-ватова настолна лампа позволява да се върти витлото, което е доста голямо за размера на самолета. Както е показано във видеото, моторът успешно задвижва този винт, когато се държи близо до електрическата крушка. При доближаване до него винтът започва да се движи и съответно при изваждане спира.

Въдицата, към която е вързан самолетът, не му позволява да падне, този „самолет“ няма да може наистина да лети. За игрови и декоративни цели такъв куп е доста добър. За разлика от статичните модели, такова устройство има динамика, предизвиква интерес и има някаква енергийна аура. Особено приятно е, че самолетът се движи напълно автономно, няма нужда да го зареждате по някакъв начин. Естествено, ще работи само през деня. Той лети особено активно на балкона, където има много слънце. Вероятно за растенията, които растат на балкона в саксии, вентилацията, която създава този самолет, е полезна.

Самолет на слънчеви панели

В ранната утрин на 7 юли, благодарение на генерираната енергия от 12 хил слънчеви клетки, монтиран на крило с дължина над 64 метра (съвсем сравнимо с размерите на лайнера Airbus A340), необичайно изглеждащ едноместен самолет с тегло един и половина тона излетя от летището в Пайерн (Швейцария) . Един от основателите седна на кормилото Слънчев импулс, 57-годишният швейцарски пилот и бизнесмен Андре Боршберг.

„Това беше най-невероятният полет в живота ми“, отбеляза той след кацането. - Просто седях и гледах как нивото на батерията нараства с всеки час и се чудех дали има достатъчно капацитет за цялата нощ. И в резултат на това 26 часа отлетяха без нито една капка гориво и никакво замърсяване на околната среда!“

Слънчев импулс- Не е първият самолет със слънчева енергия, построен от човек, но първият преминал границата между деня и нощта с пилот на борда.

Проект самолет със слънчева енергия Solar Impulseедва ли щеше да излезе от пелената на рисунките и скиците, ако не беше енергията на неуморимия Бертран Пикар – лекар, пътешественик, бизнесмен и летец рекордьор. Изглежда обаче и гените са помогнали.

Благодарение на баща си Бертран Пикар, който е роден през 1958 г., като дете имаше уникалната възможност лично да се срещне с изключителни хора, които до голяма степен предопределиха бъдещето му: известният швейцарски пилот спасител Херман Гайгер, с когото направи първия полет над Алпите , водолазът-рекордьор Жак Майол, който го учи да се гмурка във Флорида, един от стълбовете на световната астронавтика, Вернер фон Браун, който го запознава с астронавти и служители на НАСА.

За Пикард летенето не е просто откровение, но и нов начин за взаимодействие с природата. След 18 години летене с делтапланер той има нова мечта – да обиколи света без двигател и рул, разчитайки на волята на вятъра.

Партньор на Picard и незаменим изпълнителен директор на компанията беше швейцарският пилот и бизнесмен Андре Боршберг. Той е роден в Цюрих, завършва инженерство във Федералния политехнически институт в Лозана (EPFL), получава диплома по мениджмънт от легендарния Масачузетски технологичен институт и оттогава е натрупал богат опит като основател и мениджър на голямо разнообразие от бизнеси проекти. Освен това от ранна възраст Андре обичаше авиацията - учи в училището на военновъздушните сили на Швейцария и получи повече от дузина лицензи, даващи право на професионално управление на самолети и хеликоптери от всички възможни категории.

Pa повърхност на крилото СЛЪНЧЕВ САМОЛЕТбяха монтирани повече от 12 хиляди клетки. Тяхната ефективност може да бъде дори по-висока - на нивото на тези панели, които са инсталирани на МКС. Но по-ефективните клетки носят по-голяма тежест. В безтегловност това не играе роля (по-скоро при издигане на енергийни ферми в орбита с помощта на космически "камиони"). въпреки това СЛЪНЧЕВ САМОЛЕТПикард трябваше да продължи да лети през нощта, използвайки енергията, съхранявана в батериите. И тук всеки допълнителен килограм изигра решаваща роля. Именно фотоклетките се оказват най-тежкият компонент на машината (100 килограма, или около една четвърт от теглото на самолета), така че оптимизирането на това съотношение е най-трудната задача за инженерния екип.

Накрая, на СЛЪНЧЕВ САМОЛЕТинсталира уникална бордова компютърна система, която оценява всички параметри на полета и предоставя необходимата информация на пилота, както и на наземния екипаж. Общо инженери СлънчеваИмпулсв хода на изпълнението на проекта са създадени около 60 нови технологични решения в областта на материалите и слънчевата енергия.

„До сутринта батериите все още имаха около 10 процента от заряда“, каза Боршберг, вдъхновен. - Това е прекрасен и напълно неочакван резултат за нас. Нашият самолет е с размерите на пътнически самолет и тежи като кола, но не консумира повече енергия от мотопед. Това е началото на нова ера и то не само в авиационната индустрия. Показахме потенциала на възобновяемата енергия: ако можем да я управляваме, тогава можем да правим много други неща. С помощта на новите технологии можем да си позволим да поддържаме обичайния си стандарт на живот, но консумираме много по-малко енергия. Засега сме твърде зависими от двигателите с вътрешно горене и цените на ресурсите!“

HB-SIA– технически данни на прототипа

Височина на полета - 8 500 m
Най-голямото тегло - 1 600 кг
Крейсерска скорост - 70 км/ч
Минимална скорост - 35 км/ч
Размах на крилата - 63,4 m
Крило - 200 кв.м
Дължина - 21,85м
Височина - 6,4м
Мощност на електроцентралата - 4 × 7,35 kW
Диаметърът на винтовете на електроцентралата - 3,5 m
Тегло на батериите - 400 кг
Ефективност на слънчевите панели (11 628 монокристала) - 22,5%

Наистина ли слънчева авиациябъдеще? Разбира се, обещава Боршберг. През 1903 г. братя Райт са убедени, че е невъзможно да се прекоси Атлантическия океан със самолет. И 25 години по-късно Чарлз Линдберг успя да лети от Ню Йорк до Париж. Също толкова години отне създаването на първия 100-местен самолет. Екипът на Picard и Borschberg е едва в началото на пътуването, максималната скорост на работещия прототип е не повече от 70 километра в час. Но първата стъпка вече е направена.

Източник: https://www.kp.ru/daily/26676/3699473/

Днес няма да изненадате никого с устройства, захранвани от слънчева енергия. Независимо от това, първият тестов полет на стратосферния самолет SolarStratos със слънчева енергия, който се проведе на 5 май, може да се нарече значимо събитие.

По какво се различава този швейцарски SolarStratos от неговия събрат слънчев планер, известен с това, че обиколи света за 16 години, ще попитате? Или от устройство със слънчева енергия Федор Конюхов, който възнамерява да облети Земята на него без кацане за 120 часа?

Разликата е, че SolarStratos е проектиран за по-голяма надморска височина. Ако Федор Конюхов планира да се изкачи на 16 километра нагоре, тогава швейцарският стратосферен самолет е проектиран да лети на височина от 25 километра и повече. Все още няма безтегловност, но експертите наричат тези слоеве на стратосферата вече близо до космоса. Развитието на тази област се счита за много обещаваща посока. Факт е, че тук можете да стартирате атмосферни комуникационни спътници, които са няколко пъти по-евтини от космическите спътници. Или сателити за наблюдение, те не само ще спестят пари, но и ще предоставят по-точна информация. В крайна сметка от височина 20-30 километра е възможно по-точно да се определят например границите на горски пожар, отколкото от околоземна орбита (над 160 км).

Между другото, не толкова отдавна Русия започна да тества атмосферния спътник Sova, захранван от слънчева енергия. Но това е малък дрон с тегло 12 килограма и размах на крилата 9 метра.

А SolarStratos е първият в света пълноценен двуместен стратосферен самолет. Тежи 450 килограма, има дължина на фюзелажа 8,5 метра и размах на крилете 25 метра. Освен това 22 квадратни метра от повърхността са заети от слънчеви панели.

пролет федерално правителство гражданска авиацияШвейцария даде разрешение на ръководителя на проекта SolarStratos Рафаел Домян да проведе летателни тестове. И в началото на май самолетът-чудо направи първия си полет. По време на кратък 7-минутен полет тестовият пилот Дамян Хишиер издигна устройството на скромна височина от 300 метра. Самолетът ще започне да се издига в стратосферата, когато конструкторите се убедят, че устройството работи перфектно.

Проблемът е, че пилотът няма право на грешка: за да направят самолета възможно най-лек, инженерите не са оборудвали кабината със системи за поддържане на нормално налягане и температура. За да оцелеят при температура от минус 56 градуса и атмосферно налягане десетки и стотици пъти по-ниско от това на повърхността на Земята, и двамата пилоти обличат скафандри. Какво е интересно: сред различните варианти швейцарците избраха руския скафандър Сокол, той не е предназначен за космически разходки, но ви позволява да издържате на условията на междузвездното пространство. Единственият минус е невъзможността да се използва парашут в случай на спешност. Поради това се налагат повишени изисквания към безопасността на стратосферния самолет.

Много сме доволни, че можем да демонстрираме работеща технология, която ни позволява да постигнем повече от превозни средства с изкопаеми горива,” каза Рафаел Домян. Електрическите и соларните автомобили ще изместят двигателите с вътрешно горене от пазара през 21 век. И нашите самолети могат да летят на височина от 25 000 метра и това отваря вратата към възможностите на търговската електрическа и слънчева авиация в близкия космос.

Домян се надява, че полетите до стратосферата могат да бъдат продадени на туристите.

TTX SolarStratos

Дължина - 8,5 метра
Размах на крилата - 24,9 метра
Тегло - 450 килограма
Марж на автономност - повече от 24 часа
Задвижване - 4-лопатно витло, диаметър - 2,2 метра
Мотор - ел. мощност 32 kW,
Ефективност на двигателя - 90%
Брой пилоти - 2 бр
Мощност - слънчева енергия
Площ на слънчевата батерия - 22 кв.м

Американската компания Titan Aerospace демонстрира прототип на своя БЛА със слънчева енергия, който според производителя ще може да остане във въздуха до 5 години. Това устройство ще пътува на надморска височина от около 20 хиляди метра и ще прави снимки на повърхността или ще действа като атмосферен спътник. Разработчиците от Titan Aerospace са готови да изстрелят първия си самолет във въздуха още през 2014 г. Заслужава да се отбележи, че тяхната концепция може да има обещаващо бъдеще.

Традиционните космически сателити днес вършат работата си доста добре, но имат редица недостатъци. Например, самите спътници са доста скъпи, извеждането им в орбита също струва значителна сума пари и освен това не могат да бъдат върнати обратно, ако вече са пуснати в експлоатация. Но американската компания Titan Aerospace предлага алтернатива на космическите сателити, която ще се отърве от всички тези проблеми. Безпилотният височинен летателен апарат, наречен "Солара", е проектиран да работи като "атмосферен спътник" - тоест да извършва автономни полети в горните слоеве на земната атмосфера за достатъчно дълго време.

В момента компанията работи върху два модела дронове Solara. Първият от тях Solara 50 има размах на крилете 50 метра, дължината му е 15,5 метра, тегло - 159 kg, полезен товар - до 32 kg. По-масивният Solara 60 е с размах на крилете 60 метра и носи до 100 кг. полезен товар. Опашката на апарата и горните крила са покрити с 3000 слънчеви клетки, които позволяват генериране на до 7 kWh енергия през деня. На крейсерска височина от 20 000 метра атмосферният спътник ще бъде над нивото на облаците, което означава, че няма да бъде повлиян от метеорологичните фактори. Събраната енергия ще се съхранява в бордови литиево-йонни батерии за захранване на двигателя, автопилота, телеметричните системи и сензорите през нощта. Предполага се, че атмосферният спътник ще може да работи напълно автономно, като се намира в горните слоеве на земната атмосфера до 5 години, след което се връща на земята, за да може да се върне полезният му товар, а самото устройство да може да се разглобява на резервни части.

Съобщава се, че крейсерската скорост на безпилотния автомобил ще бъде около 100 км/ч, а оперативният радиус ще бъде повече от 4,5 милиона километра. Според експертите дронът в по-голямата си част ще лети в кръгове над определен участък от земната повърхност. Такива приложения включват проследяване на обекти, наблюдение, картографиране в реално време, както и наблюдение на времето, културите, горите, местата на злополука и като цяло почти всяка задача, с която може да се справи един обикновен сателит на ниска надморска височина.

На всичкото отгоре експертите на Titan Aerospace казват, че всеки дрон ще може да осигури клетъчно покритие на 17 000 квадратни километра от земната повърхност наведнъж, комуникирайки с повече от 100 наземни кули. В момента американците вече са тествали по-малки модели атмосферни спътници и се надяват да пуснат пълноразмерни версии на превозните средства Solara 50 и 60 по-късно през 2013 г.

Според предварителните оценки на експерти, мултиспектралното изображение на земната повърхност с помощта на устройства Solara ще струва само 5 долара на квадратен километър: това е веднага 7 пъти по-ниско от цените за сателитни данни със сравнимо качество. Освен това такива дронове ще могат да предоставят комуникационни услуги в район в радиус от 30 км, което е съвсем сравнимо с съвременен мегаполис като Лондон или Москва с повечето им предградия. При нормални условия все още няма нужда от такава система в столичните райони, но компанията вярва, че техните дронове могат да бъдат полезни както в случай на извънредна ситуация, така и в по-слабо развитите страни. Titan Aerospace казва, че техните безпилотни летателни апарати Solara вече се интересува от известната компютърна корпорация Google, която може да ги използва като част от собствения си проект Internet Africa.

Използването на мобилни устройства за висока надморска височина (аеростат или самолет) за препредаване на радиосигнали се предлага от дълго време, но практическото приложение на тази идея беше възпрепятствано от липсата на подходящи източници на енергия. Батериите бяха твърде тежки, а слънчевите панели не бяха достатъчно ефективни. Първият експериментален самолет, оборудван със слънчеви панели, е проектиран и построен от НАСА през 90-те години на миналия век, тогава тези самолети получават неофициалното наименование „атмосферни спътници“.

Към днешна дата две неща са утвърдили Солара като атмосферен спътник. Първият е височината на полета му. Апаратът е проектиран да лети на височина над 20 000 метра, което му позволява да се намира почти над всички възможни атмосферни явления. Устройството виси над облаците и разни метеорологични условия, където околен святи вятърът има тенденция да бъде доста стабилен или поне много предвидим. Намирайки се на такава височина, около 45 000 квадратни километра от земната повърхност веднага попадат в зрителното поле на дрона. Ето защо основна станция клетъчна комуникация, инсталиран на Солара, може да замени 100 такива станции на повърхността на Земята.

Второто много важно нещо е, че устройството се захранва от слънчева енергия. Всички достъпни повърхности на крилата и опашката на дрона са покрити със специални соларни панели, а в крилата са монтирани литиево-йонни батерии. През деня Solara е в състояние да генерира впечатляващо количество енергия, което е напълно достатъчно, за да остави заряд в батериите, който би бил достатъчен за остатъка от нощта. Тъй като дронът, захранван със слънчева енергия, не се нуждае от зареждане с гориво, той може да остане във въздуха до 5 години. По това време той може или да кръжи над едно място, или (ако искате устройството да извършва полети на дълги разстояния) да може да лети на разстояние от около 4 500 000 километра с крейсерска скорост малко под 60 възела (около 111 км / з). В същото време петгодишният полет на устройството се дължи само на кръговат на животанякои от неговите компоненти, така че има всички предпоставки този дрон да бъде много по-дълго в небето.

Също толкова важно е връщането на апарата. Ако нещо се обърка, винаги можете да го върнете обратно, като запазите полезния товар и апарата. Solara също обещава да бъде много по-евтин от класическите сателити, въпреки че производителят не бърза да разкрие цените на новия си продукт. Пускането на такива устройства през масова продукцияотваря нови възможности за човечеството, като регионалния интернет или Google Maps с карти в реално време. В същото време появата на дрона Solara не бележи края на ерата на космическите спътници, но ни предоставя избор от повече алтернативи.

Източници на информация:
- http://gearmix.ru/archives/4918
-http://aenergy.ru/4126
- http://lenta.ru/news/2013/08/19/solar
- http://nauka21vek.ru/archives/52274