Solar Impulse: как самолет на солнечных батареях обогнул Землю

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Статья | Авто и транспорт

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.

Solar Impulse
Автор: Матфей 1 Источник: commons.wikimedia.org

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.

Автор: Матфей 1 Источник: commons.wikimedia.org

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.

Автор: Вик Источник: commons.wikimedia.org

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.

На ремонте, Гавайи
Автор: Энтони Кинтано Источник: commons.wikimedia.org

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.

Изображение в превью:
Автор: Милко Вуйль
Источник: commons.wikimedia.org
Другое
Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

2 комментария

w
Главный плюс — времени прошло много.
С 2016 года. Можно проследить дальнейшую историю.
lmpelevin
Очень интересный текст, спасибо!

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Как убрать лишние пробелы в тексте и привести его в порядок с помощью бота

Продолжаю делиться полезными инструментами. В этой статье рассмотрим Telegram-бота, который позволяет быстро и понятно убрать лишние пробелы, проанализировать текст, узнать количество символов и не...

Почему советские гаражи были почти все коричневыми

Одним из типовых пейзажей советской городской застройки были протяжённые ряды гаражей, которые нередко разрастались до масштабов небольших «гаражных городков». Эти сооружения стали неотъемлемой...

Физики опровергли правило идеальной жесткости черных дыр: горизонт событий способен менять форму

В астрофизике существует параметр, описывающий то, как массивные объекты реагируют на внешнее гравитационное воздействие. Этот параметр называется приливным числом Лява. Когда два объекта находятся...

Этот ИИ видит сны и вырабатывает цифровой дофамин: как искусственный гиппокамп и гормоны избавляют нейросети от галлюцинаций

На сегодняшний день индустрия разработки искусственного интеллекта столкнулась с серьезной системной проблемой. Создание мультимодальных нейросетей — программ, способных одновременно...

Ученые воссоздали ландшафт ранней Земли и вживую проследили за спонтанной сборкой первых структур жизни

Происхождение жизни на Земле — это в первую очередь проблема физики и гидродинамики, а не только чистой химии. В современной астробиологии одной из ведущих моделей формирования первых...

Озеро Киву: почему купание в райском водоёме несёт смертельную опасность

Есть в мире водоёмы, в которые не пускают, желая сохранить первозданную природу. Есть с повышенной кислотностью или температурой, но озеро Киву в Африке на вид напоминает воплощение лучшего...