Solar Impulse: как самолет на солнечных батареях обогнул Землю

Эксперименты с солнечными батареями на летательных аппаратах регулярно проводились, начиная еще с 1970-х годов. Опытами в этой сфере, например, в США, тогда руководила NASA. Но это были лишь небольшие эксперименты типа перелета через Ла-Манш (1981 год): о более крупных проектах речи не шло.

Постепенно технология изготовления фотоэлементов, генерирующих солнечную энергию, совершенствовалась. И к началу 2000-х воздухоплаватель Бертран Пекар (Швейцария) с инженером Андре Боршбергом приступили к реализации грандиозного плана: совершить кругосветное путешествие на самолете, питающимся энергией только от Солнца. Кстати, первый из «тандема» является внуком изобретателя батискафа О. Пикара и сыном первого человека, «нырнувшего» в Мариинский желоб — Ж. Пикара. Так что тяга к авантюрным путешествиям у потомка в крови.

Реальные результаты

Первой машиной, совершавшей полеты между городами, а потом и странами, стал Solar Impulse. Самолет, получающий энергию исключительно от Солнца, впервые поднялся в небо 03.12.2009 года. Сначала это был короткий тренировочный полет. Но уже, после выявленных недостатков и доработок, в апреле следующего года машина пробыла в небе 87 минут и поднялась на 1200 м.

В 2010-м Solar Impulse уже совершил полет продолжительностью 26 ч. Впоследствии испытаний было множество, каждое — по 14-22 ч. Средняя скорость, которую показывал самолет, находилась в пределах 53-84 км/ч. Но мечта — кругосветное путешествие все еще была впереди и только в 2011 году началось ее осуществление — создание более совершенного аппарата.

Solar Impulse 2

Предполагалось, что машина будет готова к 2013 году, а в следующем на ней уже совершат долгожданное путешествие за 25 суток. Однако, в ходе испытаний то и дело возникали проблемы, связанные с конструкцией: например, трещина в лонжероне. Это отодвинуло первый полет до 2.06.2014.

Технические данные

Самолет имел огромный размах крыльев — 71 м. Это превышает такой параметр «Боинга-747» (68,5 м у модели 747-8). Подобный размер играл двоякую роль. Во-первых, большие плоскости поддерживали самолет в воздухе на малой скорости. Во-вторых, обеспечивали размещение огромного количества фотоэлементов, собиравших солнечную энергию. Кстати, их толщина не превышала человеческий волос.

В движение самолет приводили 4 электромотора, в сумме развивавших 160 кВт. Однако, панели могли выдать только 66 кВт. Разница покрывалась (если это требовалось) за счет литий-ионных АКБ, энергии которых хватало для полета ночью.

Полет вокруг света

Его задумали совершить из Абу-Даби, куда машина и должна была вернуться. Старт в далекий путь был осуществлен 9.03.2015 года: предполагалось, что обратно Solar Impulse 2 возвратится в августе. Кто же тогда знал, что полет продлится несколько месяцев! Надо сказать, что с начала первого испытания конструкция машины постоянно совершенствовалась и на момент начала «кругосветки» крейсерская скорость днем составляла 90 км/ч, ночью — 60 км/ч («максималка» — 140 км/ч). Небольшая скорость связана с расходом энергии. Чем машина летит медленнее, тем меньше ее требуется. Кстати: максимальная взлетная масса Solar Impulse 2 составляет 2,5 т.

Теоретически самолет мог находиться в воздухе постоянно. Посадки были нужны для отдыха двух пилотов, а также техобслуживания. В полете, длившемся днем и ночью, летчики использовали некоторые приемы для экономии энергии: например, днем забирались на большую высоту, а ночью постепенно снижались.

Полет и проблемы

Сначала все шло успешно. Из Абу-Даби воздушное судно пролетело через всю Азию и оказалось в Нанкине (КНР). Отсюда предстоял 8-тысячекилометровое «турне» через Тихий океан — момент истины настал! Но увы — машина вынужденно села в японском Нагоя из-за проблем с аккумулятором (перегрев). Полностью ее решить не удалось и самолет окончательно застрял уже на американских Гавайях: теперь на несколько месяцев.

Пришлось не только ставить новую батарею, но и создавать систему для ее охлаждения. Путешествие возобновилось только весной 2016-го, когда машина, успешно преодолев Тихий океан, приземлилась 23 апреля в Калифорнии. Через Атлантический океан Solar Impulse 2 полетел уже из Нью-Йорка. В Испанию солнцелет прибыл 23 июня, а 13 июля приземлился в Египте. В Абу-Даби машина завершила кругосветное путешествие 26.07.2016 года.

Условия полета

Излишне говорить, что они были тяжелыми, хотя летчики и менялись: т. е., пока один летел, второй добирался до места предстоящей посадки другим транспортом. Но все равно: иногда пилот сидел за штурвалом и пять суток. Приходилось делать физические упражнения прямо в кабине. Зато питание — 11 раз в сутки! Для перелетов специально разрабатывали сухпайки с кофе и бутилированной водой. За сутки пилот мог подремать несколько раз по 15-20 минут.

Зачем нужен был перелет

Основная задача — подстегнуть интерес крупнейших разработчиков в различных отраслях к созданию силовых установок, работающих на экологически чистой солнечной энергии. Полет Solar Impulse 2 убедительно доказал, что движение в воздухе за счет нашего светила — реальная технология, которая не только требует совершенствования, но и имеет серьезные перспективы.