Күннен қуат алатын ұшақ моделі. Күн энергиясымен жұмыс істейтін ұшқышсыз ұшақтар күн батареясымен жұмыс істейтін ұшақ үлгісіндегі спутниктерді айтарлықтай алып тастауы мүмкін

FROM жеңіл қолжурналистер, ауада шексіз тұруға қабілетті күн энергиясымен жұмыс істейтін ұшақтар атмосфералық спутник деп атала бастады, дегенмен бұл концепция әуе шарлары сияқты тағы да көптеген нысандарды қамтиды. Бұл саладағы ең танымал жоба американдық Titan Aerospace компаниясының Solara 50 жобасы болды, оның суреттері интернет пен журнал беттерін толтырды. Бірақ ешкім ешқашан нақты рейстерді күтпеді. Концепция үлкен ұшақты кішкентай ұшақпен бірдей етіп жасауға болмайтындығына байланысты сәтсіздікке ұшырады. Бейне өте әдемі болып шықты, бірақ мұндай ұшақ, өкінішке орай, ұша алмады.

Түн созылды

Атмосфералық спутниктердің «әкесі» 2001 жылдың 3 тамызында 29 524 м биіктікке жеткен NASA-ның Helios күн батареясымен жұмыс істейтін ұшқышсыз ұшқыш аппараты болып табылады, бұл реактивті емес ұшу үшін тұрақты деңгейде ұшудың қазіргі әлемдік рекорды болып қала береді. қозғалтқышы бар қанатты ұшақ, және 29 км-ден астам биіктікте 40 минуттан астам уақыт өткізді. Алайда ол кем дегенде бір күн ауада тұра алмады және 2003 жылы 850 м биіктікте ауада максималды ұзақ болу үшін сынақ ұшуы кезінде Helios күшті турбуленттілік аймағына құлап, құлап, құлады. Тынық мұхитына құлады.

Британдық QinetiQ компаниясы жасаған аса жеңіл Zephyr ұшқышсыз ұшқышсыз ұшқышсыз ұшқыш 2007 жылы ұшқышсыз ұшақтардың 54 сағат ұшу ұзақтығы бойынша бейресми әлемдік рекорд орнатты. 2008 жылы салмағы 30 келілік Zephyr-6 ауада 82,5 сағат өткізді, ал 2010 жылы салмағы 30 келілік Zephyr-7 Аризона шөлінде екі аптаға созылды, максималды ұшу биіктігі 18 км. Осыдан кейін QinetiQ Airbus Defence and Space компаниясына ие болды және жоба толығымен әскери және құпия болды. 2015 жылы жаңа Zephyr-8 екі апта бойы ауада болды, бірақ пайдалы жүктемесі 5 кг. Ал биыл 22,5 метрлік қанаты бар Zephyr S сынақтарының басталуы туралы хабарланды. Zephyr жобасы соңғы технологияға қол жеткізе алады. Мысалы, ол нарықтағыдан екі есе жоғары сыйымдылығы бар литий-күкіртті Li-S батареяларын пайдаланады.

Биыл құдіретті Facebook ойынға кірісті, бұған дейін британдық Ascenta компаниясын сатып алды, ол үлкен биіктіктегі Aquila дронын жасаған. 2016 жылдың маусым айында Aquila өзінің алғашқы 90 минуттық рейсін жасады. 2016 жылдың тамызына дейін ұзақ уақыт бойы атмосфералық спутниктердің саласындағы ресейлік әзірлемелер туралы ештеңе естілмеді.


Бас дизайнер, 14 жасында ұшуды және авиациялық техниканы жобалауды бастады. Басқару жүйесінің негізгі алгоритмдері, тұрақтылық және басқарылатындық мәселелері.

2016 жылдың 2 тамызында Ресейде 9 км биіктікте 50 сағаттан астам ауада болған ұшқышсыз көлік сәтті сынақтан өткені туралы жаңалық пайда болды. орынбасары бас атқарушы директорЖетілдірілген зерттеулер қоры Игорь Денисов кеңейтілген зерттеулер қоры мен Tiber компаниясы жүзеге асырып жатқан Owl жобасы аясында масштабты модельдің эксперименттік ұшуы жасалғанын хабарлады. Бір аптадан кейін біз Мәскеудегі Тайбер кеңсесінде отырып, жоба жетекшісі Юрий Тыцык пен бас дизайнер Вячеслав Шпилевскийден техникалық мәліметтерді сұрадық.


Жаңа көзқарас

Икемді қанаты бар ұшақ идеясы Юрийге екі жыл бұрын келді. Ол бұл идеяны сырғанау достарымен бөлісті: Owl әзірлеу тобының барлығы дерлік сырғанау клубтарынан шыққан және бұл жобадан анық көрінеді. Достары оны қолдап, Юрий мен Вячеслав кідіріссіз көбік пластиктен қанаттары екі метр болатын алғашқы модельді жасады. Үйдің ауласында өткен алғашқы ұшырылымдардың әсерлі кадрлары сақталған. Модель ұшты және қалай! Осылайша, команданың тірегі қалыптасты - Юрий жоба жетекшісі болды, Вячеслав Шпилевский - бас дизайнер, ал Алексей Стратилатов оның басқару жүйесін біріктіруді қолға алды. жаңа схемаұшақтар, электронды толтырғыштар және автопилоттар. Соңғы екі жылда жігіттер жиырмаға жуық прототип жасады. Бір жыл бұрын жоба Advanced Study қорының қолдауына ие болды, ал қыркүйекте қанаты 28,5 м болатын толық өлшемді құрылғы ұшуы керек.


Бір жіппен байланған

Айлар бойы ауада болуы керек атмосфералық спутниктер аспанда қалай әрекет етеді? Күндізгі уақытта олар күн батареялары арқылы батареяларын зарядтайды және потенциалдық энергияны жинақтай отырып, мүмкін болатын ең жоғары биіктікке жетеді. Күн батқаннан кейін олар биіктікті мүмкіндігінше баяу жоғалтуы керек, энергияны үнемдейді - ұшатын энергетикалық танкерлер әлі ойлап табылған жоқ. Сондықтан құрылғылар ең жақсы планерлердің деңгейінде аэродинамикаға ие болуы керек, ал одан да жақсы - олардан асып түседі. Аэродинамикалық сапаны арттырудың негізгі әдістерінің бірі (қанша метр ұша алады ұшақметрге азайған кезде) - қанаттың ұзаруы (қанаттың кеңдігінің орташа еніне қатынасы). Әлемде тек үш рекордтық планердің бұл мәні 50 бірліктен асады және бұл іс жүзінде шек. Классикалық орналасумен шпагат қанаттың сынуына жол бермейді - қанаттың бүкіл ұзындығы бойынша орналасқан және иілу сәтін қабылдайтын қуатты қуат элементі. Қанат неғұрлым ұзағырақ болса, соғұрлым ауыр шпат, тіпті қазіргі заманғы көміртекті талшық жағдайды құтқармайды. Ал күшті тері қанатты бұралудан сақтайды. Әуе кемелерінің конструкциясы бойынша кез келген оқулықта ұшақтың сызықтық өлшемдері ұлғайған сайын оның массасы текшеге өсетіні анық айтылған, сондықтан әдемі ажурлы прототип үлгілерін нақты өлшемдерге дейін масштабтау көбінесе апаттарға әкеледі. Сондықтан біз классикалық схемаға сәйкес жасалған толық өлшемді Solara-ны көрмедік.

Юрий Тыциктің идеясы ерекше болды - классикалық шпалдарсыз және бұралмалы жұмыс терісі жоқ икемді қанат жасау. Альбатростың ұшу кезінде қанаттарын сындырғаны туралы естіген адам бар ма? Бірақ бұл құстар дауылды желде ұшады. Тәжірибелік немесе рекордтық ұшақтарды айтпағанда, қарапайым ұшақтар мұны болдырмайды. Табиғат «икемді шешімдерді» пайдалануды анық ұсынады. Сондай-ақ, құстардың элерондары жоқ - бұрылу үшін олар бүкіл қанаттарын бұрады.


«Міне, біз фотода, үшеуміз ұшақты ұстаймыз», - деп Юрий компьютердегі файлды ашады. «Егер шеттегі екі адам жіберсе, ол бұзылады. Құрылғы икемді және нәзік. Тіпті алып жүргенде бірнеше рет сындырдық. Бірақ бұл ұшу кезінде болмайды». Вячеслав Шпилевский бұл идеяны маған қол жетімді суреттермен түсіндіруге тырысады: «Біздің аппаратымыз құстар мектебі сияқты, олардың қанаттарының ұштары қашықтықты сақтауды жеңілдету үшін байланған». Шын мәнінде, «Үкі» - бұл өте тығыз формацияда ұшатын үш ұшақ. Аты аңызға айналған «Свифттер» шыбындарынан да тығыз. Ал егер олар түзілімді бұзса, ұшақ құлап кетеді. Құрылғының бұл схемасының ұшуы Алексей жасаған автопилотқа негізделген электрониканың және Вячеслав жазған бірегей алгоритмдердің арқасында мүмкін болды.

Үкіде сондай-ақ ұшақтың айналу бұрышын реттейтін қанаттың артқы жиегіндегі классикалық аэродинамикалық басқару элементтері - элерондар жоқ. Орам бүйірлік корпустардың артқы фюзеляждарындағы көлденең тұрақтандырғыштармен басқарылады. Орталық органның қауырсындары барысы мен биіктігіне жауап береді. Үкіде екі электр қозғалтқышы бар. «Қозғалтқыштар неғұрлым көп болса, соғұрлым көп пропеллер және олар неғұрлым көп болса, соғұрлым олардың диаметрі кішірейеді және олар жеңілірек болады. Юрийдің бәріне қарапайым және логикалық жауаптары бар. «Сонымен қатар, қозғалтқыштар тұрақтандырғыштармен құйрық жебелерінің салмағын өтейді».


Планер гендері

Жасаушылардың планер тамырларын еске түсіре отырып, мен құрылғының жоғары тартылуларды пайдаланатынын сұраймын. Оларда биіктікке ие бола ма автоматты режим? «Қазір біз ағынды орталықтандыру алгоритмін енгіздік. Егер құрылғы жоғары көтерілу аймағына тап болса, онда ол көтерілу жылдамдығы жоғары аймаққа ауысып, бұрылыс жасайды - Юрий планердің маневрін қолымен көрсетеді - және автоматты түрде ағынның ең шетіне дейін өңдейді. бұлттар. Көтеріліп келе жатқан ағындар кумула бұлттылығының төменгі жиегінің биіктігіне дейін жұмыс істейді – шамамен 2000 м.Ағын жоғалып кетсе, ол бағдарлама бойынша әрі қарай ұшуды жалғастырады. Ол әлі күнге дейін жаңартуларды өз бетінше қалай іздеу керектігін білмейді және қазір ешкім де алмайды. Бірақ бұл планер ұшқыштары ретінде бізді қызықтырады, өйткені үкі уақытының көп бөлігін бұлттардың үстінде өткізеді, мұнда термиялық көтерілулер жоқ. Біз сондай-ақ турбулентті атмосферада құрылғының өмір сүру қабілетін тексеру үшін термалды қолдандық - олар айтарлықтай шайқалады.

Барлық ұшу уақыты үшін батареялар«Үкілер» 30 пайыздан төмен түспеді, мен әңгіменің басында қояйын деп жүрген сұрақты қоямын: егер осындай қуат көзі болса, неге жаңа рекорд орнатпады? «Бізде мұндай тапсырма болған жоқ», - деп күлді Юрий Тыцык. «Ал энергия жүйесінің автономды жұмыс істеу қабілетін білу үшін зарядтау-разрядтың екі циклі жеткілікті».

2013 жылдың 12 мамыры

2010 жылдың жазы авиация тарихында мәңгілікке қалады. Бірінші адам күннен қуат алатын ұшақтәуліктен астам тоқтаусыз рейс жасады. Бірегей прототип КҮН ҰШАҚЫ HB-SIA - швейцариялық компанияның туындысы КүнИмпульсжәне оның тұрақты президенті Бертран Пикар.

Оның хабарламасында сәтті сынақтардан кейін компанияның сайтында жарияланған ұшақ , Пикар былай деп атап өтті: «Осы күнге дейін біз ешкімнің сеніміне сене алмадық. Енді біз бүкіл саяси және экономикалық әлемге бұл технологияның жұмыс істейтінін көрсете аламыз ».

Шілденің 7-сі күні таңертең 12000 өндірілген энергияның арқасында күн батареялары, ұзындығы 64 метрден асатын қанатқа орнатылған (Airbus A340 лайнерінің өлшемдерімен өте салыстырмалы), салмағы бір жарым тонна болатын ерекше көрінетін бір орынды ұшақ Пайерндегі (Швейцария) аэродромнан көтерілді. . Штурвалда негізін қалаушылардың бірі, 57 жастағы швейцариялық ұшқыш әрі кәсіпкер Андре Боршберг отырды.

«Бұл менің өмірімдегі ең таңғажайып ұшу болды», - деді ол қонғаннан кейін. «Мен жай ғана отырдым және батарея деңгейінің сағат сайын көтерілуін көрдім және түні бойы сыйымдылық жеткілікті ме деп ойладым. Нәтижесінде бір тамшы отынсыз және қоршаған ортаны ластамай 26 сағат өтті!».

Бірінші емес күннен қуат алатын ұшақ, адам салған, бірақ бортында ұшқышпен күн мен түннің арасындағы шекараны бірінші болып кесіп өтті.

Модельдер КҮН ҰШАҚТАРЫ 1970 жылдары нарыққа алғашқы қолжетімді фотоэлектрлік элементтерді енгізумен пайда бола бастады, ал адам басқаратын ұшулар 80-ші жылдары басталды. Пол МакКриди басқаратын американдық команда 2,5 кВт-тық Solar Challenger ұшағын жасады, ол әсерлі ұшу сағаттарына қол жеткізді. 1981 жылы Ла-Манш арқылы өтіп үлгерді. Ал Еуропада германиялық Гюнтер Рочельт жалпы қуаты шамамен 2,2 кВт болатын екі жарым мың ұяшықпен жабдықталған жеке Solair 1 моделімен аспанға көтерілді.

1990 жылы американдық Эрик Рэймонд өзінің Sunseeker көлігімен Америка Құрама Штаттарын кесіп өтті. Дегенмен, жиырма аялдамасы бар жол екі айдан астам уақытты алды (121 сағат ұшу), ал ең ұзақ сегменті шамамен 400 шақырымды құрады. Өлшенген модель ұшақ тек 89 килограмм және кремниймен жабдықталған күн панельдері.

90-жылдардың ортасында Берблингер жарысына бірден бірнеше осындай ұшақтар қатысты: олардың алдында 450 метр биіктікке жету және қанатының шаршы метріне 500 ватт күн энергиясын ұстау міндеті тұрды. Сыйлық 1996 жылы Штутгарт университетінің профессоры Войта-Ницшманның моделіне бұйырды, оның Icare II алаңы 26 шаршы метр болатын 25 метрлік энергетикалық қанаты болды. метр.

2001 жылы AeroVironment компаниясының NASA үшін арнайы әзірленген және қанаты 70 метрден асатын Helios күн ұшқышсыз ұшағы 30 шақырымнан астам биіктікке жете алды. Екі жылдан кейін ол турбуленттік аймаққа түсіп, Тынық мұхитының бір жерінде жоғалып кетті.

2005 жылы Алан Коккони мен оның AC Propulsion компаниясының қанатының ұзындығы шамамен 5 метр болатын шағын дрон алғаш рет 48 сағаттан астам уақытқа созылған ұшуды сәтті аяқтады. Күндізгі уақытта жинақталған энергияның арқасында, ұшақ түнде ұшуға қабілетті болды. Ақырында, 2007-2008 жылдары QuinetiQ англо-американдық компаниясы өзінің ұшуларын сәтті орындады. ұшақ 54 және 83 сағатқа созылатын зефир. Көліктің салмағы шамамен 27 кг, қанаты 12 м, ұшу биіктігі 18 км-ден асты.

Жоба күн энергиясымен жұмыс істейтін ұшақ Solar ImpulseШаршамайтын Бертран Пикардың – дәрігер, саяхатшы, кәсіпкер және рекордшы ұшқыштың қуаты болмаса, сызбалар мен эскиздердің жөргегінен әрең шыға алар едім. Дегенмен, гендер де көмектескен сияқты.

Жаңашылдың атасы Огюст Пикар – атақты физик, Эйнштейн мен Мари Кюридің досы, авиация мен су асты істерінің ізашарларының бірі, тұңғыш терең теңіз аппараты мен стратосфералық шарды ойлап тапқан. 30-жылдардың басында шарда 15 шақырымдық биіктікті еңсеріп, ол жер шарының бетінің қисаюын өз көзімен көрген әлемдегі бірінші адам болды.

Содан кейін Огюст төмен түсірілді, ал өнертапқыш терең теңіз аппаратын жасады, ол оны батискаф деп атады. Бірнеше бірлескен сүңгуірлерден кейін оның ұлы Жак Пикардың Дүниежүзілік мұхиттың жұмбақтарын зерттеуге қызығушылық танытқаны сонша, ол Мариана шұңқырының (тереңдігі 11 км.) түбіне барған пионерлердің бірі болды. Содан кейін әкесінің жұмысын негізге ала отырып, Жак туристерге арналған әлемдегі бірінші сүңгуір қайықты, сонымен қатар Гольфстримді зерттеуге арналған мезокафты салды.

Әкесінің арқасында 1958 жылы туған Бертран Пиккар алды бірегей мүмкіндіконың болашағын айқындаған көрнекті адамдармен жеке танысады: әйгілі швейцариялық құтқарушы ұшқыш Герман Гейгер, онымен бірге Альпі арқылы алғаш рейс жасаған, рекордшы сүңгуір Жак Майол, Флоридада суға түсуді үйреткен. Әлемдік астронавтика Вернер фон Браун, оны ғарышкерлермен және NASA қызметкерлерімен таныстырды.

16 жасында Флоридадан терең сүңгудің тағы бір практикалық курсынан кейін оралған Бертран өзінің алғашқы әуе сапарын жасап, дельтапланды тапты. Оның көп ұзамай Еуропадағы осы спорт түрін бастаушылардың бірі болғаны таңқаларлық емес пе. Жылдар өткен соң Пикар Швейцарияның дельтапландар федерациясының негізін қалаушы және кәсіби нұсқаушы болып қана қоймай, сонымен бірге мүмкін болатын барлық мүмкіндіктерді қолданып көрді: аэроакробатика, әуе шарларын ұшыру, парашютпен секіру. Бірнеше рет Пикар осы спорт түрінен Еуропа чемпионы атанды, ақырында ол бірінші болып швейцариялық-итальяндық Альпілерді трикпен ұшып өтті.

Байқамаған «ауа» хоббиі де ол үшін кәсіби зертханаға айналды. Экстремалды жағдайдағы адамдардың мінез-құлқына қызығушылық танытқан Пикард психиатрия бөліміне түсіп, бірнеше жылдан кейін Лозанна университетінің медицина факультетінде психотерапия саласында докторлық дәрежесін алды, содан кейін ол өзінің жеке тәжірибесін ашты. Бертран үшін ерекше қызығушылық тудырған пән медициналық гипноз техникасы болды: ол жетіспейтін білімді Еуропа мен АҚШ университеттерінде де, Оңтүстік-Шығыс Азиядағы даосизмді ұстанушылардан да алды.

Дәл осы қызығушылық Пикарды аспанға қайтарды. 1992 жылы Chrysler Chrysler Challenge деп аталатын бірінші трансатлантикалық ыстық әуе шарларының жарысын өткізді. Бельгиялық ұшқыш Вим Верштратен Пикарды екінші ұшқыш ретінде шақырды - ол бортында гипноз тәжірибесін білетін психотерапевттің болуы басқа командаларға қарағанда жақсы артықшылық болатынына сенімді болды. Осылайша болды. Верстратен мен Пикардың экипажы марафоннан оңай өтіп, бес мың шақырымдық бес күндік ұшудан кейін Испанияға қонып, тарихи жарыста жеңіске жетті.

Пикард үшін ұшу тек аян ғана емес, сонымен бірге табиғатпен қарым-қатынас жасаудың жаңа тәсілі болды. 18 жыл дельтапланмен айналысқаннан кейін ол болды жаңа арман- желдің еркіне сүйеніп, моторсыз және рульсіз әлемді шарлау.

Ал арман орындалды. Бірінші әрекетте болмаса да. Демеушілер швейцариялық сағат өндіруші Breitling және Халықаралық Олимпиада комитеті болды. 1997 жылы 12 қаңтарда үш жылдық дайындықтан кейін Breitling Orbiter деп аталатын әуе шары Швейцариядағы аэродромнан көтерілді, бірақ техникалық ақауларға байланысты алты сағаттан кейін қонды. Breitling Orbiter 2 1998 жылдың ақпанында ұшты, бірақ тағы да діттеген жеріне жете алмады. Бұл жолғы аялдама Қытай билігі Пикард әуе дәлізінен бас тартқаннан кейін Бирмада болды. Бұл ұшу тарихтағы ең ұзақ әуе шары (тоғыз күннен астам) болды, бірақ әлі де мақсатқа қол жеткізілмеді.

Ақырында, үшінші шар 1999 жылы наурызда Швейцариядан шығып, 20 күнге жуық және 45 000 шақырымнан астам үздіксіз ұшудан кейін Мысырға қонды. Өзінің бұрын-соңды болмаған саяхатымен Пикар жеті әлемдік рекордты жаңартты, бірнеше құрметті ғылыми атақтарға ие болды және әйгілі әкесі мен атасымен бірге энциклопедияларға енді.

Breitling Orbiter 3 АҚШ-тағы Смитсондық әуе және ғарыш мұражайында орналасқан, ал Бертран Пикард бірнеше кітап жазған және көптеген лекциялар мен семинарлардың құттықтау қонағы болды.

2003 жылы қажымайтын Пикард жаңа, бұдан да зор амбициялық бастаманы жариялады, ол басқарылатын күннен қуат алатын ұшақбүкіл жер шарын айналып өтуге қабілетті. Жоба осылай пайда болды КүнИмпульс.

Пикардың серіктесі және компанияның таптырмас бас директоры швейцариялық ұшқыш және бизнесмен Андре Боршберг болды. Ол Цюрихте дүниеге келген, Лозаннадағы Федералдық Политехникалық Институтты (EPFL) инженер мамандығы бойынша бітірген, аты аңызға айналған Массачусетс технологиялық институтында менеджмент дәрежесін алған және содан бері көптеген бизнестің негізін қалаушы және менеджері ретінде үлкен тәжірибе жинақтады. жобалар. Сонымен қатар, Андре кішкентай кезінен авиацияны жақсы көрді - ол Швейцария әуе күштері мектебінде оқыды және құқық беретін оннан астам лицензия алды. кәсіби басқарубарлық ықтимал санаттағы ұшақтар мен тікұшақтар.

Боршберг әлемдегі ең ірі консалтингтік компаниялардың бірі McKinsey-де бес жыл жұмыс істеді, содан кейін ол өзінің венчурлық қорын құрды, екі жоғары технологиялық компанияны іске қосты және қайырымдылық қорын құрады.

2003 жылы Лозаннада Пикард пен Боршберг Пикардың тұжырымдамасын жүзеге асырудың іргелі инженерлік мүмкіншілігін растайтын алдын ала зерттеулер жүргізді. Есептеулер жасауды растады ұшақ үстінде күн панельдерітеориялық мүмкін. 2003 жылдың қарашасында жоба ресми түрде іске қосылып, прототипті әзірлеу басталды.

2005 жылдан бері Брюссельдегі Корольдік метеорология институты Женева және Цюрих әуежайларында нақты жағдайда модельдік ұшақтың сынақ виртуалды ұшуларын имитациялайды. Негізгі міндет оңтайлы бағытты есептеу болды, өйткені ұзақ уақыт бойы күнді жауып тұрған бұлттардың астында, КҮН ҰШАҚЫістей алмады. Ақырында, 2007 жылы ұшақтың шығарылуы басталды.


2009 жылы тұңғышы HB-SIAсынақ ұшуларына дайын болды. Жобаны жасау барысында инженерлер алдында екі негізгі міндет тұрды. Салмақты ұстап тұру керек еді ұшақ , максималды қуат-салмақ қатынасы мен тиімділікке қол жеткізе отырып. Бірінші мақсат көміртекті талшықты, арнайы әзірленген «фаршты» пайдалану және артық нәрселерден құтылу арқылы қол жеткізілді. Мысалы, кабинада жылыту жүйесі болмағандықтан, Боршберг арнайы термо костюм қолдануға мәжбүр болды.

Ең бастысы, сол себепті күн энергиясын алу, жинақтау және оңтайлы пайдалану мәселесі болды. Әдеттегі түсте жер бетінің әрбір шаршы метрі шамамен мың ватт немесе 1,3 «жылу күші» алады. ПӘК 12% болатын 200 шаршы метр күн батареялары шамамен 6 киловатт энергия өндіреді. Ол көп пе? Айта кетейік, шамамен осындай сома 1903 жылы аты аңызға айналған ағайынды Райттардың қарамағында болды.

Па қанатының беті КҮН ҰШАҚЫ 12 мыңнан астам ұяшық орнатылды. Олардың тиімділігі жоғарырақ болуы мүмкін - ХҒС орнатылған панельдер деңгейінде. Бірақ тиімдірек жасушалар көп салмақты көтереді. Салмақсыздықта бұл рөл атқармайды (дәлірек айтқанда, ғарыштық «жүк көліктерінің» көмегімен энергетикалық фермаларды орбитаға көтеру кезінде). Дегенмен КҮН ҰШАҚЫПикард батареяларда жинақталған энергияны пайдаланып, түнде ұшуды жалғастыруға мәжбүр болды. Ал мұнда әрбір жабысқақ килограмм сыни тұрғыдан ойнады маңызды рөл. Дәл фотоэлементтер машинаның ең ауыр құрамдас бөлігі болып шықты (100 килограмм немесе ұшақ салмағының төрттен бірі), сондықтан бұл арақатынасты оңтайландыру инженерлік топ үшін ең қиын міндет болды.

Соңында КҮН ҰШАҚЫұшудың барлық параметрлерін бағалайтын және қамтамасыз ететін бірегей борттық компьютерлік жүйені орнатты қажетті ақпаратұшқыш және жердегі экипаж. Жалпы, инженерлер КүнИмпульсжобаны жүзеге асыру барысында материалдар мен күн энергиясы саласында 60-қа жуық жаңа технологиялық шешімдер жасалды.

2010 жылы алғашқы және өте сәтті сынақ ұшулары басталды, ал шілдеде Андре Боршберг өзінің тарихи рейсін тәулік бойы жасады.

«Таңертең аккумуляторларда зарядтың шамамен 10 пайызы болды», - деді Боршберг шабыттанып. «Бұл біз үшін тамаша және мүлдем күтпеген нәтиже. Біздің ұшағымыздың көлемі шамамен әуе лайнеріндей және салмағы автомобиль сияқты, бірақ мопедтен артық энергия жұмсамайды. Бұл басы ғана жаңа дәуіртек авиация саласында ғана емес. Біз жаңартылатын энергияның әлеуетін көрсеттік: егер біз оны ұша алсақ, онда біз басқа да көптеген нәрселерді жасай аламыз. Жаңа технологиялардың көмегімен біз әдеттегі өмір сүру деңгейін сақтай аламыз, бірақ энергияны әлдеқайда аз тұтына аламыз. Әзірге біз іштен жанатын қозғалтқыштар мен ресурстар бағасына тым тәуелдіміз!»

HB-SIA- прототиптің техникалық бөлшектері

  • Ұшу биіктігі – 8500 м
  • Максималды салмағы - 1600 кг
  • Круиз жылдамдығы - 70 км / сағ
  • Ең төменгі жылдамдық - 35 км / сағ
  • Қанаттарының ұзындығы - 63,4 м
  • Қанат алаңы - 200 ш.м
  • Ұзындығы – 21,85 м
  • Биіктігі - 6,4 м
  • Электр станциясының қуаты - 4 × 7,35 кВт
  • Электр станциясының винттерінің диаметрі 3,5 м
  • Батареялардың салмағы - 400 кг
  • Күн батареяларының тиімділігі (11 628 монокристал) - 22,5%

Істейді күн авиациясыкелешек? Әрине, Боршберг уәде береді. 1903 жылы ағайынды Райттар Атлант мұхитынан ұшақпен өту мүмкін еместігіне сенімді болды. Ал 25 жылдан кейін Чарльз Линдберг Нью-Йорктен Парижге ұшып үлгерді. Алғашқы 100 орындық әуе лайнерін жасау үшін дәл осындай жылдар қажет болды. Пикард пен Боршберг командасы сапардың басында ғана, максималды жылдамдықжұмыс прототипі - сағатына 70 километрден аспайды. Бірақ бірінші қадам жасалып қойған.

Дегенмен, в КүнИмпульсәрі қарай не болатынын қазірдің өзінде біледі. 2012-2013 жж. прототипі КҮН ҰШАҚЫЖаңартылған жабдықпен және кабинадағы тұрақты қысыммен HB-SIB «күн қанатында» әлем бойынша алғашқы саяхат жасауы керек. Мойынтірек бетінің аралығы шамамен 80 метрді құрайды - бұл кез келген заманауи авиалайнерден көп. Ұшу 12 шақырым биіктікте жүзеге асады деп күтілуде. Рас, ол үздіксіз болмайды. Екі ұшқыштың экипажын ауыстыру бес қонуды қажет етеді. Өйткені, әлі де төмен сызықтық жылдамдықпен ұшу үш-төрт күннен астам уақытты алады.

Қалай болғанда да, Пикардың жобасы оптимизмді шабыттандырады. Мүмкін, бірнеше онжылдықта авиакомпаниялар «мұнай таусылады» деген қасиетті мантраны қайталауды тоқтататын шығар. Таусылады ма? Сондықтан бұл тамаша. Біз керосинмен емес, күн энергиясымен ұшамыз!

Мен сізге әлі де еске түсіремін, сонымен қатар оның қандай текшелерден тұратынын білемін Мақаланың түпнұсқасы веб-сайтта InfoGlaz.rfБұл көшірме жасалған мақалаға сілтеме -

Күн батареяларымен жұмыс істейтін нақты ұшақтар қазірдің өзінде бар. Өз қолыңызбен дәл осындай немесе кем дегенде шындыққа жақын аналогты, яғни толығымен автономды болатын және желіден зарядтауды немесе батареяларды ауыстыруды қажет етпейтін күн энергиясымен жұмыс істейтін ұшақтың үлгісін жасауға болады ма? . Яғни, ол кішкентай «ұшатын» болуы үшін.

Шебер бұл бағытта алға жылжыды, өкінішке орай, тек шартты түрде ғана ұшуға қабілетті, No жіпке ілінетін күн энергиясымен жұмыс істейтін ұшақтың қозғалатын моделін жасады және бұл шешім ойыншық ұшақтардың дизайнерлерін біршама қызықтырды.

Автор бұл ұшақты ұлына жасап, өзінің қолдан жасалған ұшатын құрылғысын күн батареяларымен және шағын мотормен жабдықтауды ұйғарды. Төмен қуатты ел шамы, дәлірек айтсақ, оны толтыру электр генераторы ретінде пайдаланылды. Ұшаққа осындай екі панель қойылды. Көбелек қанатының қаққанына еліктейтін осы шамның ішінде қозғалтқыш та болды. Бұл шам тек күндіз жұмыс істеді, ұзақ зарядтау үшін қозғалтқыш түріндегі үлкен жүктемені ескере отырып, ол қолайлы болмады.

Ұшақ үлгісінде шамның қозғалтқышы пропеллерді айналдыру үшін қолданылады. Екі күн панелі жеткізілгендіктен, тіпті 40 ватт үстел шамының жарығы әуе винтінің айналуына мүмкіндік береді, бұл ұшақтың өлшемі үшін айтарлықтай үлкен. Бейнеде көрсетілгендей, электр шамына жақын ұстаған кезде қозғалтқыш бұл бұранданы сәтті басқарады. Оған жақындаған кезде бұранда қозғала бастайды және, тиісінше, жойылған кезде ол тоқтайды.

Ұшақ байланған балық аулау сызығы оның құлап кетуіне жол бермейді, бұл «ұшақ» шынымен ұша алмайды. Ойын және сәндік мақсаттар үшін мұндай топтама өте жақсы. Статикалық модельдерден айырмашылығы, мұндай құрылғы динамикаға ие, қызығушылық тудырады және кейбір энергетикалық аураға ие. Ұшақтың толығымен автономды қозғалғаны ерекше қуантады, оған қандай да бір түрде жанармай құюдың қажеті жоқ. Әрине, ол тек күндізгі уақытта жұмыс істейді. Ол әсіресе күн көп түсетін балконға белсенді түрде ұшады. Кәстрөлдерде балконда өсетін өсімдіктер үшін бұл ұшақ жасайтын желдету пайдалы болуы мүмкін.

Күн панеліндегі ұшақ

2010 жылдың жазы авиация тарихында мәңгілікке қалады. Бірінші адам күннен қуат алатын ұшақтәуліктен астам тоқтаусыз рейс жасады. Бірегей прототип КҮН ҰШАҚЫ HB-SIA - швейцариялық компанияның туындысы КүнИмпульсжәне оның тұрақты президенті Бертран Пикар.

Оның хабарламасында сәтті сынақтардан кейін компанияның сайтында жарияланған ұшақ , Пикар былай деп атап өтті: «Осы күнге дейін біз ешкімнің сеніміне сене алмадық. Енді біз бүкіл саяси және экономикалық әлемге бұл технологияның жұмыс істейтінін көрсете аламыз ».

Шілденің 7-сі күні таңертең 12000 өндірілген энергияның арқасында күн батареялары, ұзындығы 64 метрден асатын қанатқа орнатылған (Airbus A340 лайнерінің өлшемдерімен өте салыстырмалы), салмағы бір жарым тонна болатын ерекше көрінетін бір орынды ұшақ Пайерндегі (Швейцария) аэродромнан көтерілді. . Құрылтайшылардың бірі басшылыққа отырды Күн импульсі, 57 жастағы швейцариялық ұшқыш және кәсіпкер Андре Боршберг.

«Бұл менің өмірімдегі ең таңғажайып ұшу болды», - деді ол қонғаннан кейін. - Мен жай отырдым және батарея деңгейінің сағат сайын көтерілуін бақылап отырдым және түні бойы қуат жеткілікті ме деп ойладым. Нәтижесінде бір тамшы отынсыз және қоршаған ортаны ластамай 26 сағат өтті!».

Күн импульсі- Бірінші емес күннен қуат алатын ұшақ, адам салған, бірақ бортында ұшқышпен күн мен түннің арасындағы шекараны бірінші болып кесіп өтті.

Модельдер КҮН ҰШАҚТАРЫ 1970 жылдары нарыққа алғашқы қолжетімді фотоэлектрлік элементтерді енгізумен пайда бола бастады, ал адам басқаратын ұшулар 80-ші жылдары басталды. Пол МакКриди басқаратын американдық команда 2,5 кВт-тық Solar Challenger ұшағын жасады, ол әсерлі ұшу сағаттарына қол жеткізді. 1981 жылы Ла-Манш арқылы өтіп үлгерді. Ал Еуропада германиялық Гюнтер Рочельт жалпы қуаты шамамен 2,2 кВт болатын екі жарым мың ұяшықпен жабдықталған жеке Solair 1 моделімен аспанға көтерілді.

1990 жылы американдық Эрик Рэймонд өзінің Sunseeker көлігімен Америка Құрама Штаттарын кесіп өтті. Дегенмен, жиырма аялдамасы бар жол екі айдан астам уақытты алды (121 сағат ұшу), ал ең ұзақ сегменті шамамен 400 шақырымды құрады. Өлшенген модель ұшақ тек 89 килограмм және кремниймен жабдықталған күн панельдері.

90-жылдардың ортасында Берблингер жарысына бірден бірнеше осындай ұшақтар қатысты: олардың алдында 450 метр биіктікке жету және қанатының шаршы метріне 500 ватт күн энергиясын ұстау міндеті тұрды. Сыйлық 1996 жылы Штутгарт университетінің профессоры Войта-Ницшманның моделіне бұйырды, оның Icare II алаңы 26 шаршы метр болатын 25 метрлік энергетикалық қанаты болды. метр.

2001 жылы AeroVironment компаниясының NASA үшін арнайы әзірленген және қанаты 70 метрден асатын Helios күн ұшқышсыз ұшағы 30 шақырымнан астам биіктікке жете алды. Екі жылдан кейін ол турбуленттік аймаққа түсіп, Тынық мұхитының бір жерінде жоғалып кетті.

2005 жылы Алан Коккони мен оның AC Propulsion компаниясының қанатының ұзындығы шамамен 5 метр болатын шағын дрон алғаш рет 48 сағаттан астам уақытқа созылған ұшуды сәтті аяқтады. Күндізгі уақытта жинақталған энергияның арқасында, ұшақ түнде ұшуға қабілетті болды. Ақырында, 2007-2008 жылдары QuinetiQ англо-американдық компаниясы өзінің ұшуларын сәтті орындады. ұшақ 54 және 83 сағатқа созылатын зефир. Көліктің салмағы шамамен 27 кг, қанаты 12 м, ұшу биіктігі 18 км-ден асты.

Жоба күн энергиясымен жұмыс істейтін ұшақ Solar ImpulseДәрігер, саяхатшы, кәсіпкер және рекордшы ұшқыш Бертран Пикардың жігері болмаса, сызбалар мен эскиздердің жаялықтарынан әрең шыға алмас еді. Дегенмен, гендер де көмектескен сияқты.

Жаңашылдың атасы Огюст Пикар – атақты физик, Эйнштейн мен Мари Кюридің досы, авиация мен су асты істерінің ізашарларының бірі, тұңғыш терең теңіз аппараты мен стратосфералық шарды ойлап тапқан. 30-жылдардың басында шарда 15 шақырымдық биіктікті еңсеріп, ол жер шарының бетінің қисаюын өз көзімен көрген әлемдегі бірінші адам болды.

Содан кейін Огюст төмен түсірілді, ал өнертапқыш терең теңіз аппаратын жасады, ол оны батискаф деп атады. Бірнеше бірлескен сүңгуірлерден кейін оның ұлы Жак Пикардың Дүниежүзілік мұхиттың жұмбақтарын зерттеуге қызығушылық танытқаны сонша, ол Мариана шұңқырының (тереңдігі 11 км.) түбіне барған пионерлердің бірі болды. Содан кейін әкесінің жұмысын негізге ала отырып, Жак туристерге арналған әлемдегі бірінші сүңгуір қайықты, сонымен қатар Гольфстримді зерттеуге арналған мезокафты салды.

Әкесінің арқасында 1958 жылы дүниеге келген Бертран Пикар бала кезінде өзінің болашағын айқындаған көрнекті адамдармен жеке кездесуге бірегей мүмкіндік алды: әйгілі швейцариялық құтқарушы ұшқыш Герман Гейгер, онымен бірге Альпі арқылы алғашқы рейс жасады. , рекорд жаңартқан сүңгуір Жак Майллол , оған Флоридада сүңгуді үйреткен, әлемдік астронавтиканың тіректерінің бірі Вернер фон Браун, оны ғарышкерлермен және NASA қызметкерлерімен таныстырған.

16 жасында Флоридадан терең сүңгудің тағы бір практикалық курсынан кейін оралған Бертран өзінің алғашқы әуе сапарын жасап, дельтапланды тапты. Оның көп ұзамай Еуропадағы осы спорт түрін бастаушылардың бірі болғаны таңқаларлық емес пе. Жылдар өткен соң Пикар Швейцарияның дельтапландар федерациясының негізін қалаушы және кәсіби нұсқаушы болып қана қоймай, сонымен бірге мүмкін болатын барлық мүмкіндіктерді қолданып көрді: аэроакробатика, әуе шарларын ұшыру, парашютпен секіру. Бірнеше рет Пикар осы спорт түрінен Еуропа чемпионы атанды, ақырында ол бірінші болып швейцариялық-итальяндық Альпілерді трикпен ұшып өтті.

Байқамаған «ауа» хоббиі де ол үшін кәсіби зертханаға айналды. Экстремалды жағдайдағы адамдардың мінез-құлқына қызығушылық танытқан Пикард психиатрия бөліміне түсіп, бірнеше жылдан кейін Лозанна университетінің медицина факультетінде психотерапия саласында докторлық дәрежесін алды, содан кейін ол өзінің жеке тәжірибесін ашты. Бертран үшін ерекше қызығушылық тудырған пән медициналық гипноз техникасы болды: ол жетіспейтін білімді Еуропа мен АҚШ университеттерінде де, Оңтүстік-Шығыс Азиядағы даосизмді ұстанушылардан да алды.

Дәл осы қызығушылық Пикарды аспанға қайтарды. 1992 жылы Chrysler Chrysler Challenge деп аталатын бірінші трансатлантикалық ыстық әуе шарларының жарысын өткізді. Бельгиялық ұшқыш Вим Верштратен Пикарды екінші ұшқыш ретінде шақырды - ол бортында гипноз тәжірибесін білетін психотерапевттің болуы басқа командаларға қарағанда жақсы артықшылық болатынына сенімді болды. Осылайша болды. Верстратен мен Пикардың экипажы марафоннан оңай өтіп, бес мың шақырымдық бес күндік ұшудан кейін Испанияға қонып, тарихи жарыста жеңіске жетті.

Пикард үшін ұшу тек аян ғана емес, сонымен бірге табиғатпен қарым-қатынас жасаудың жаңа тәсілі болды. Детальда 18 жыл ұшқан оның жаңа арманы болды - желдің еркіне сүйеніп, моторсыз және рульсіз әлемді шарлау.

Ал арман орындалды. Бірінші әрекетте болмаса да. Демеушілер швейцариялық сағат өндіруші Breitling және Халықаралық Олимпиада комитеті болды. 1997 жылы 12 қаңтарда үш жылдық дайындықтан кейін Breitling Orbiter деп аталатын әуе шары Швейцариядағы аэродромнан көтерілді, бірақ техникалық ақауларға байланысты алты сағаттан кейін қонды. Breitling Orbiter 2 1998 жылдың ақпанында ұшты, бірақ тағы да діттеген жеріне жете алмады. Бұл жолғы аялдама Қытай билігі Пикард әуе дәлізінен бас тартқаннан кейін Бирмада болды. Бұл ұшу тарихтағы ең ұзақ әуе шары (тоғыз күннен астам) болды, бірақ әлі де мақсатқа қол жеткізілмеді.

Ақырында, үшінші шар 1999 жылы наурызда Швейцариядан шығып, 20 күнге жуық және 45 000 шақырымнан астам үздіксіз ұшудан кейін Мысырға қонды. Өзінің бұрын-соңды болмаған саяхатымен Пикар жеті әлемдік рекордты жаңартты, бірнеше құрметті ғылыми атақтарға ие болды және әйгілі әкесі мен атасымен бірге энциклопедияларға енді.

Breitling Orbiter 3 АҚШ-тағы Смитсондық әуе және ғарыш мұражайында орналасқан, ал Бертран Пикард бірнеше кітап жазған және көптеген лекциялар мен семинарлардың құттықтау қонағы болды.

2003 жылы қажымайтын Пикард жаңа, бұдан да зор амбициялық бастаманы жариялады, ол басқарылатын күннен қуат алатын ұшақбүкіл жер шарын айналып өтуге қабілетті. Жоба осылай пайда болды КүнИмпульс.

Пикардың серіктесі және компанияның таптырмас бас директоры швейцариялық ұшқыш және бизнесмен Андре Боршберг болды. Ол Цюрихте дүниеге келген, Лозаннадағы Федералдық Политехникалық Институтты (EPFL) инженер мамандығы бойынша бітірген, аты аңызға айналған Массачусетс технологиялық институтында менеджмент дәрежесін алған және содан бері көптеген бизнестің негізін қалаушы және менеджері ретінде үлкен тәжірибе жинақтады. жобалар. Сонымен қатар, жастайынан Андре авиацияны жақсы көрді - ол Швейцария әуе күштері мектебінде оқыды және барлық санаттағы ұшақтар мен тікұшақтарды кәсіби түрде ұшуға құқық беретін оннан астам лицензия алды.

Боршберг әлемдегі ең ірі консалтингтік компаниялардың бірі McKinsey-де бес жыл жұмыс істеді, содан кейін ол өзінің венчурлық қорын құрды, екі жоғары технологиялық компанияны іске қосты және қайырымдылық қорын құрады.

2003 жылы Лозаннада Пикард пен Боршберг Пикардың тұжырымдамасын жүзеге асырудың іргелі инженерлік мүмкіншілігін растайтын алдын ала зерттеулер жүргізді. Есептеулер жасауды растады ұшақ үстінде күн панельдерітеориялық мүмкін. 2003 жылдың қарашасында жоба ресми түрде іске қосылып, прототипті әзірлеу басталды.

2005 жылдан бері Брюссельдегі Корольдік метеорология институты Женева және Цюрих әуежайларында нақты жағдайда модельдік ұшақтың сынақ виртуалды ұшуларын имитациялайды. Негізгі міндет оңтайлы бағытты есептеу болды, өйткені ұзақ уақыт бойы күнді жауып тұрған бұлттардың астында, КҮН ҰШАҚЫістей алмады. Ақырында, 2007 жылы ұшақтың шығарылуы басталды.

2009 жылы тұңғышы HB-SIAсынақ ұшуларына дайын болды. Жобаны жасау барысында инженерлер алдында екі негізгі міндет тұрды. Салмақты ұстап тұру керек еді ұшақ , максималды қуат-салмақ қатынасы мен тиімділікке қол жеткізе отырып. Бірінші мақсат көміртекті талшықты, арнайы әзірленген «фаршты» пайдалану және артық нәрселерден құтылу арқылы қол жеткізілді. Мысалы, кабинада жылыту жүйесі болмағандықтан, Боршберг арнайы термо костюм қолдануға мәжбүр болды.

Ең бастысы, сол себепті күн энергиясын алу, жинақтау және оңтайлы пайдалану мәселесі болды. Әдеттегі түсте жер бетінің әрбір шаршы метрі шамамен мың ватт немесе 1,3 «жылу күші» алады. ПӘК 12% болатын 200 шаршы метр күн батареялары шамамен 6 киловатт энергия өндіреді. Ол көп пе? Айта кетейік, шамамен осындай сома 1903 жылы аты аңызға айналған ағайынды Райттардың қарамағында болды.

Па қанатының беті КҮН ҰШАҚЫ 12 мыңнан астам ұяшық орнатылды. Олардың тиімділігі бұдан да жоғары болуы мүмкін - ХҒС-да орнатылған панельдер деңгейінде. Бірақ тиімдірек жасушалар көп салмақты көтереді. Салмақсыздықта бұл рөл атқармайды (дәлірек айтқанда, ғарыштық «жүк көліктерінің» көмегімен энергетикалық фермаларды орбитаға көтеру кезінде). Дегенмен КҮН ҰШАҚЫПикард батареяларда жинақталған энергияны пайдаланып, түнде ұшуды жалғастыруға мәжбүр болды. Мұнда әрбір артық килограмм шешуші рөл атқарды. Дәл фотоэлементтер машинаның ең ауыр құрамдас бөлігі болып шықты (100 килограмм немесе ұшақ салмағының төрттен бірі), сондықтан бұл арақатынасты оңтайландыру инженерлік топ үшін ең қиын міндет болды.

Соңында КҮН ҰШАҚЫұшудың барлық параметрлерін бағалайтын және ұшқышқа, сондай-ақ жердегі экипажға қажетті ақпаратты беретін бірегей борттық компьютерлік жүйені орнатты. Жалпы, инженерлер КүнИмпульсжобаны жүзеге асыру барысында материалдар мен күн энергиясы саласында 60-қа жуық жаңа технологиялық шешімдер жасалды.

2010 жылы алғашқы және өте сәтті сынақ ұшулары басталды, ал шілдеде Андре Боршберг өзінің тарихи рейсін тәулік бойы жасады.

«Таңертең аккумуляторларда зарядтың шамамен 10 пайызы болды», - деді Боршберг шабыттанып. - Бұл біз үшін тамаша және мүлдем күтпеген нәтиже. Біздің ұшағымыздың көлемі шамамен әуе лайнеріндей және салмағы автомобиль сияқты, бірақ мопедтен артық энергия жұмсамайды. Бұл авиация саласында ғана емес, жаңа дәуірдің басы. Біз жаңартылатын энергияның әлеуетін көрсеттік: егер біз оны ұша алсақ, онда біз басқа да көптеген нәрселерді жасай аламыз. Жаңа технологиялардың көмегімен біз әдеттегі өмір сүру деңгейін сақтай аламыз, бірақ энергияны әлдеқайда аз тұтына аламыз. Әзірге біз іштен жанатын қозғалтқыштар мен ресурстар бағасына тым тәуелдіміз!»

HB-SIA– прототиптің техникалық деректері

  • Ұшу биіктігі – 8500 м
  • Ең үлкен салмағы - 1600 кг
  • Круиз жылдамдығы - 70 км/сағ
  • Ең төменгі жылдамдық – 35 км/сағ
  • Қанаттарының ұзындығы - 63,4 м
  • Қанат алаңы - 200 ш.м
  • Ұзындығы – 21,85 м
  • Биіктігі - 6,4 м
  • Электр станциясының қуаты - 4 × 7,35 кВт
  • Электр станциясының бұрандаларының диаметрі - 3,5 м
  • Батареялардың салмағы - 400 кг
  • Күн батареяларының тиімділігі (11 628 монокристал) - 22,5%

Істейді күн авиациясыкелешек? Әрине, Боршберг уәде береді. 1903 жылы ағайынды Райттар Атлант мұхитынан ұшақпен өту мүмкін еместігіне сенімді болды. Ал 25 жылдан кейін Чарльз Линдберг Нью-Йорктен Парижге ұшып үлгерді. Алғашқы 100 орындық әуе лайнерін жасау үшін дәл осындай жылдар қажет болды. Picard және Borschberg командасы сапардың басында ғана, жұмыс прототипінің максималды жылдамдығы сағатына 70 шақырымнан аспайды. Бірақ бірінші қадам жасалып қойған.

Дегенмен, в КүнИмпульсәрі қарай не болатынын қазірдің өзінде біледі. 2012-2013 жж. прототипі КҮН ҰШАҚЫЖаңартылған жабдықпен және кабинадағы тұрақты қысыммен HB-SIB «күн қанатында» әлем бойынша алғашқы саяхат жасауы керек. Мойынтірек бетінің аралығы шамамен 80 метрді құрайды - бұл кез келген заманауи авиалайнерден көп. Ұшу 12 шақырым биіктікте жүзеге асады деп күтілуде. Рас, ол үздіксіз болмайды. Екі ұшқыштың экипажын ауыстыру бес қонуды қажет етеді. Өйткені, әлі де төмен сызықтық жылдамдықпен ұшу үш-төрт күннен астам уақытты алады.

Қалай болғанда да, Пикардың жобасы оптимизмді шабыттандырады. Мүмкін, бірнеше онжылдықта авиакомпаниялар «мұнай таусылады» деген қасиетті мантраны қайталауды тоқтататын шығар. Таусылады ма? Сондықтан бұл тамаша. Біз керосинмен емес, күн энергиясымен ұшамыз!

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

Бүгін сіз күннен қуат алатын құрылғылармен ешкімді таң қалдырмайсыз. Соған қарамастан, 5 мамырда өткен SolarStratos күн энергиясымен жұмыс істейтін стратосфералық ұшақтың алғашқы сынақ ұшуын айтулы оқиға деп атауға болады.

Сіз сұрайсыз, бұл швейцариялық SolarStratos 16 жыл ішінде жер шарын шарлаумен әйгілі күн планерінен несімен ерекшеленеді? Әлде 120 сағатта жерге қонбай Жерді айналып ұшпақшы Федор Конюхов күннен қуат алатын құрылғыдан ма?

Айырмашылығы - SolarStratos жоғары биіктікке арналған. Федор Конюхов 16 шақырымға көтерілуді жоспарласа, швейцариялық стратосфералық ұшақ 25 шақырым және одан жоғары биіктікте ұшуға арналған. Салмақсыздық әлі жоқ, бірақ сарапшылар стратосфераның бұл қабаттарын ғарышқа жақын деп атайды. Бұл саланың дамуы өте маңызды деп саналады перспективалы бағыт. Өйткені, мұнда ғарыштық спутниктерге қарағанда бірнеше есе арзан атмосфералық байланыс спутниктерін ұшыруға болады. Немесе бақылау спутниктері, олар ақшаны үнемдеп қана қоймай, дәлірек ақпарат береді. Өйткені, 20-30 шақырым биіктіктен, мысалы, орман өртінің шекарасын Жерге жақын орбитаға қарағанда (160 км-ден астам) дәлірек анықтауға болады.

Айтпақшы, жақында Ресей күн сәулесінен қуат алатын атмосфералық жер серігін сынауды бастады. Бірақ бұл салмағы 12 келі, қанаты 9 метр болатын шағын дрон.

Ал SolarStratos – әлемдегі алғашқы толыққанды екі орындық стратосфералық ұшақ. Оның салмағы 450 келі, фюзеляжының ұзындығы 8,5 метр, қанатының ұзындығы 25 метр. Оның үстіне 22 шаршы метр жерді күн батареялары алып жатыр.

көктем федералды үкімет азаматтық авиацияШвейцария SolarStratos жоба менеджері Рафаэль Домянға ұшу сынақтарын жүргізуге рұқсат берді. Ал мамыр айының басында ғажайып ұшақ алғашқы ұшуын жасады. Қысқа 7 минуттық ұшу кезінде сынақ ұшқышы Дамиан Хисчиер құрылғыны қарапайым 300 метр биіктікке көтерді. Дизайнерлер құрылғының тамаша жұмыс істейтініне көз жеткізген кезде ұшақ стратосфераға көтеріле бастайды.

Мәселе мынада, ұшқыштың қателесуге құқығы жоқ: ұшақты барынша жеңіл ету үшін инженерлер кабинаны қалыпты қысым мен температураны ұстап тұру жүйелерімен жабдықтамаған. Минус 56 градус температурада және жер бетіндегіден ондаған және жүздеген есе төмен атмосфералық қысымда аман қалу үшін екі ұшқыш та скафандр киді. Бір қызығы: әртүрлі нұсқалардың ішінде швейцариялықтар ресейлік «Сокол» скафандрын таңдады, ол ғарышта серуендеуге арналмаған, бірақ ол жұлдызаралық кеңістік жағдайларына төтеп беруге мүмкіндік береді. Жалғыз теріс - төтенше жағдайда парашютті пайдалану мүмкін емес. Сондықтан стратосфералық ұшақтың қауіпсіздігіне жоғары талаптар қойылады.

Біз қазба отынымен жүретін көліктерден де көп нәрсеге қол жеткізуге мүмкіндік беретін жұмыс технологиясын көрсете алғанымызға өте қуаныштымыз», - деді Рафаэль Домян. 21 ғасырда нарықтағы ішкі жану қозғалтқыштарын электрлік және күн батареялары алмастыратын болады. Ал біздің ұшақтар 25 000 метр биіктікте ұша алады және бұл жақын ғарышта коммерциялық электр және күн авиациясының мүмкіндіктеріне жол ашады.

Домян стратосфераға рейстерді туристерге сатуға болады деп үміттенеді.

TTX SolarStratos

  • Ұзындығы - 8,5 метр
  • Қанаттары – 24,9 метр
  • Салмағы - 450 кг
  • Автономиялық маржа – 24 сағаттан астам
  • Жетек - 4 қалақты винт, диаметрі - 2,2 метр
  • Қозғалтқыш - электр қуаты 32 кВт,
  • Қозғалтқыштың тиімділігі - 90%
  • Ұшқыштар саны – 2
  • Қуат – күн энергиясы
  • Күн батареясының ауданы - 22 шаршы метр

Америкалық Titan Aerospace компаниясы өндірушінің айтуынша, ауада 5 жылға дейін тұра алатын күннен қуат алатын ұшқышсыз ұшу аппаратының прототипін көрсетті. Бұл құрылғы шамамен 20 мың метр биіктікте круиз жасап, жер бетін суретке түсіреді немесе атмосфералық спутник ретінде әрекет етеді. Titan Aerospace әзірлеушілері 2014 жылы әуеге алғашқы ұшақтарын шығаруға дайын. Айта кету керек, олардың тұжырымдамасының болашағы зор болуы мүмкін.

Дәстүрлі ғарыштық спутниктер бүгінде өз жұмысын жақсы атқаруда, бірақ олардың бірқатар кемшіліктері бар. Мысалы, спутниктердің өзі айтарлықтай қымбат, оларды орбитаға шығару да қомақты қаржыны талап етеді, сонымен қатар, егер олар іске қосылған болса, оларды қайтару мүмкін емес. Бірақ американдық Titan Aerospace компаниясы осы мәселелердің барлығынан құтылатын ғарыштық спутниктерге балама ойлап табуда. «Солара» деп аталатын ұшқышсыз биіктіктегі ұшатын аппарат «атмосфералық спутник» ретінде жұмыс істеуге, яғни Жер атмосферасының жоғарғы қабаттарында жеткілікті ұзақ уақыт бойы автономды ұшуларды орындауға арналған.


Қазіргі уақытта компания Solara екі дрон үлгісімен жұмыс істеуде. Олардың біріншісі Solara 50-нің қанаты 50 метр, ұзындығы 15,5 метр, салмағы - 159 кг, жүк көтергіштігі - 32 кг-ға дейін. Массасы үлкенірек Solara 60 қанаттары 60 метрге жетеді және 100 кг-ға дейін жүк көтере алады. пайдалы жүк. Аппараттың құйрығы мен үстіңгі қанаттары 3000 күн батареясымен жабылған, бұл күн ішінде 7 кВт/сағ энергия өндіруге мүмкіндік береді. 20 000 метр биіктікте атмосфералық спутник бұлт деңгейінен жоғары болады, яғни оған ауа райы факторлары әсер етпейді. Жиналған энергия қозғалтқышты, автопилотты, телеметриялық жүйелерді және түнгі датчиктерді қуаттандыру үшін борттық литий-иондық аккумуляторларда сақталады. Атмосфералық спутник Жер атмосферасының жоғарғы қабаттарында 5 жылға дейін бола отырып, толық автономды жұмыс істей алады, содан кейін жерге оралады, осылайша оның пайдалы жүктемесі қайтарылуы мүмкін, ал құрылғының өзі қосалқы бөлшектер үшін бөлшектелген.

Ұшқышсыз көліктің крейсерлік жылдамдығы шамамен 100 км/сағ, ал жұмыс радиусы 4,5 миллион километрден астам болатыны хабарланды. Сарапшылардың пікірінше, дрон көп жағдайда жер бетінің белгілі бір аймағында шеңберлермен ұшады. Мұндай қолданбаларға объектілерді бақылау, бақылау, нақты уақыттағы картаға түсіру, сондай-ақ ауа-райын, егіндерді, ормандарды, апат орындарын бақылау және жалпы қарапайым төмен биіктік спутнигі орындай алатын кез келген дерлік тапсырма кіреді.

Бұған қоса, Titan Aerospace сарапшылары әрбір ұшқышсыз ұшқыш 100-ден астам жерүсті мұнараларымен байланыса отырып, бір уақытта жер бетінің 17 000 шаршы шақырымын ұялы байланыспен қамтамасыз ете алатынын айтады. Қазіргі уақытта американдықтар атмосфералық спутниктердің кішірек үлгілерін сынап көрді және 2013 жылы кейінірек Solara 50 және 60 көліктерінің толық өлшемді нұсқаларын шығаруға үміттенеді.

Сарапшылардың алдын ала бағалауы бойынша, Solara құрылғыларының көмегімен жер бетін мультиспектрлі бейнелеу бір шаршы километрге небәрі 5 долларды құрайды, бұл салыстырмалы сападағы спутниктік деректер бағасынан бірден 7 есе төмен. Сонымен қатар, мұндай ұшқышсыз ұшақтар 30 км радиуста ауданға байланыс қызметін көрсете алады, бұл Лондон немесе Мәскеу сияқты қазіргі заманғы мегаполиспен салыстыруға болады. Қалыпты жағдайда, астаналық аудандарда мұндай жүйе әлі қажет емес, бірақ компания олардың дрондары төтенше жағдайда да, дамымаған елдерде де пайдалы болады деп санайды. Titan Aerospace дейді олардың ұшқышсыз ұшу аппараттары Solara қазірдің өзінде танымал Google компьютерлік корпорациясына қызығушылық танытты, ол оларды өзінің Интернет-Африка жобасының бөлігі ретінде пайдалана алады.


Радиосигналдарды тарату үшін мобильді биіктік құрылғыларын (аэростаттар немесе ұшақтар) пайдалану ұзақ уақыт бойы ұсынылды, бірақ бұл идеяны іс жүзінде қолдануға қолайлы қуат көздерінің болмауы кедергі болды. Батареялар тым ауыр болды, ал күн батареялары жеткілікті тиімді болмады. Күн панельдерімен жабдықталған алғашқы тәжірибелік ұшақты 1990 жылдары NASA әзірлеп, құрастырған болатын, дәл сол кезде бұл ұшақтар «атмосфералық жер серіктері» бейресми атауын алды.

Бүгінгі күні екі нәрсе Solara-ны атмосфералық спутник ретінде бекітті. Біріншісі - оның ұшу биіктігі. Құрылғы 20 000 метрден астам биіктікте ұшуға арналған, бұл оны барлық ықтимал атмосфералық құбылыстардан дерлік жоғары орналастыруға мүмкіндік береді. Құрылғы бұлттардың үстінде ілулі және әртүрлі ауа райы жағдайлары, қайда қоршаған ортажәне жел айтарлықтай тұрақты немесе кем дегенде өте болжамды болады. Мұндай биіктікте жер бетінің шамамен 45 000 шаршы шақырымы бірден дронның көру аймағына түседі. Сондықтан базалық станция ұялы байланыс, Solara-да орнатылған, Жер бетіндегі осындай 100 станцияны алмастыра алады.

Екінші өте маңызды нәрсе - құрылғы күн энергиясынан қуат алады. Дронның қанаттары мен құйрығындағы барлық қол жетімді беттер арнайы күн панельдерімен жабылған, ал қанаттарында литий-ионды батареялар орнатылған. Күндізгі уақытта Solara энергияның әсерлі мөлшерін генерациялай алады, бұл түннің қалған бөлігіне жеткілікті болатын батареяларда зарядты қалдыруға жеткілікті. Күннен қуат алатын дронға жанармай құюдың қажеті жоқ болғандықтан, ол ауада 5 жылға дейін тұра алады. Қазіргі уақытта ол бір жерде айнала алады, немесе (егер құрылғы ұзақ қашықтыққа ұшуды қаласа) шамамен 4500 000 шақырым қашықтықты 60 түйіннен сәл төмен (шамамен 111 км/) крейсерлік жылдамдықпен ұша алады. h). Бұл ретте құрылғының бес жылдық ұшу мерзімі тек қана байланысты өміршеңдік кезеңоның кейбір құрамдас бөліктері, сондықтан бұл дронның аспанда әлдеқайда ұзақ болуы үшін барлық алғышарттар бар.


Құрылғыны қайтару бірдей маңызды. Бірдеңе дұрыс болмаса, пайдалы жүк пен аппаратты сақтай отырып, оны әрқашан қайтаруға болады. Solara сонымен қатар классикалық спутниктерге қарағанда әлдеқайда арзан болады деп уәде етеді, дегенмен өндіруші өзінің жаңа өнімінің бағасын ашуға асықпайды. Мұндай құрылғылардың іске қосылуы жаппай өндірісаймақтық Интернет немесе нақты уақыттағы карталары бар Google Maps сияқты адамзат үшін жаңа мүмкіндіктерді ашады. Сонымен қатар, Solara дронының пайда болуы ғарыштық спутниктердің дәуірінің аяқталуын білдірмейді, дегенмен ол бізге көбірек баламаларды таңдау мүмкіндігін береді.

Ақпарат көздері:
-http://gearmix.ru/archives/4918
-http://aenergy.ru/4126
-http://lenta.ru/news/2013/08/19/solar
-http://nauka21vek.ru/archives/52274