Самолет със 72-метров размах на крилата - по-голям от Boeing 747 - с тегло само 2,3 тона, Solar Impulse 2 тръгна от Абу Даби, за да се опита да обиколи слънчев свят.

извеждат

Ако швейцарските пилоти-предприемачи Бертран Пиккар и Андре Боршберг, които се редуват да летят с едноместен самолет, постигнат целта си, това ще бъде забележителен успех и демонстрация на възможностите на слънчевата енергия.

Слънчевият самолет е огромно предизвикателство, за което дизайнът на самолета трябва да бъде леко подобрен чрез две ключови изисквания за ефективност и тегло. Самолетът се захранва от 17 000 слънчеви панела, монтирани на горната повърхност на крилото, които зареждат литиево-йонни батерии, за да осигурят захранване на четири електрически мотора, задвижващи четириметрови витла.

Определете курс за максимална ефективност

Докато батериите на самолета ще бъдат напълно заредени при излитане, от съществено значение е слънчевите панели да осигуряват енергията, необходима за поддържане на самолета във въздуха през цялото време. Това е сложно, тъй като количеството енергия, което панелите могат да преобразуват, зависи от метеорологичните условия, ъгъла на слънцето в небето и, разбира се, дали е ден или нощ. Така че при идеални условия слънчевите панели трябва да генерират излишна енергия, за да захранват самолета и да поддържат заредените батерии, така че самолетът да остане във въздуха при по-малко идеални условия или през нощта. Най-просто казано: Без пряка слънчева светлина, която осигурява енергия, системата трябва да бъде настроена на максимални икономии на енергия, така че да не пада от небето.

Ето защо ефективността е от решаващо значение за осигуряване на това, че самолетът може да достигне всеки джаул от съхранена енергия: компоненти като електрически двигатели в основата на системата трябва да бъдат изключително ефективни, така че да не се разтоварва мощност. Това може да се постигне чрез избор на оптимален дизайн на двигателя, който е направен от най-добрите материали. Ключовите материали включват много силни постоянни магнити, които позволяват на двигателя да генерира въртящия момент, който трябва да завърти. Също така специализирани електрически стомани, които образуват сърцевината на двигателя, които са изключително тънки и предлагат много ниски електрически загуби.

Загуба на тегло на самолета

Това е и случаят, когато тежък електродвигател е най-ефективен - така че контролът на теглото е реален проблем за такъв проект. Всеки килограм тегло, добавен към двигателя, трябва да се пренася във въздуха със самолет. За да носи по-голямо тегло, хвърчилото трябва да бъде по-тежко и по-здраво, което означава, че колкото по-голямо е общото тегло, изисква повече енергия, за да се получат по-въздушни, по-взискателни батерии, които увеличават теглото - неустойчива нарастваща спирала.

Но може да работи. Може би най-впечатляващият пример за тази технология е слънчевият самолет Zephyr, разработен от британската компания QinetiQ. Задвижван от двигатели, разработени в университета в Нюкасъл, през 2010 г. пилотът Зефир счупи рекорда за най-дълъг полет от всички самолети и прекара две седмици във въздуха.

Самолетите не са само за пътуване

Zephyr никога не е бил проектиран да носи пилот, а вместо това е действал като заместител на сателитите. Самолетните флоти като тези могат да останат на 50 000-70 000 фута, извън обхвата на търговските самолети. Те биха могли да предложат всички комуникационни и релейни услуги, предоставяни в момента от спътници, но с малка част от цената за изграждане на превозно средство, подходящо за космически полети и извеждането му в орбита.

По-близо до Земята - летене на височина от 25 км в сравнение с 36 000 км за геостационарен спътник - създава по-малки загуби в комуникационните сигнали. Това предлага възможност за евтини, изключително високоскоростни комуникации, без да са необходими сателитни антени и големи предаватели, без нужда от скъпа инфраструктура, като кули за мобилни телефони и оптични кабели.

Разглеждайки тази перспектива, може би най-голямата слабост на слънчевия импулс 2 е намерението на проекта да пренесе двама души по целия свят. Човешкият екипаж е тежък и трябва да спи, да яде и да пие. Това са ограничаващи фактори, а не въздухоплавателни технологии.

Докато ефективността на преобразуването на слънчеви панели непрекъснато се подобрява и разходите им намаляват през последните години, идеята за слънчева компенсация за нашите флоти от транспортни самолети е може би фантазия. Но перспективата за автономни безпилотни летателни апарати с неограничен обхват предлага всякакви възможности и възможности за бъдещето.