Кругосветный перелет Solar Impulse 2 на солнечной энергии
Solar Impulse 2
Авторы амбициозного швейцарского проекта собираются, ни много ни мало, перевести весь мир на обновляемые источники энергии. В качестве подробнейшей иллюстрации своей идеи, компания создала самолет, умеющий летать без единой капли горючего. Подобные проекты уже были и раньше, но еще ни один из них не мог похвастать настолько продуманной системой. И еще ни разу в воздух не поднимался пилотируемый аппарат, который способен функционировать не только днем, но и ночью — и все за счет солнечных батарей.
Проект Solar Impulse стартовал только благодаря непреходящей вере его создателей в чудеса — ничем иным объяснить успешную реализацию проекта просто невозможно. Амбициозной идею самолета, не использующего ни капли горючего, тоже назвать сложно. Это уже ближе к научной фантастике.
Впрочем, научная фантастика, как таковая, давно и незаметно прочно прописалась в нашей повседневной жизни, так что пора срочно прекратить удивляться реализации внешне совершенно невероятных идей. Поэтому перейдем к конкретике.
Solar Impuls — это действительно первый в мире пилотируемый (что важно) самолет, способный и днем, и ночью летать только за счет солнечной энергии. Почему это интересно кому-то, кроме самих инициаторов проекта? Ну, хотя бы потому, что уже первый состоявшийся полет — прямое доказательство искусственности той самой «нефтяной иглы», на которой сидит вся планета.
Эта крылатая революция практически полностью изготовлена из углеродного волокна и обладает размахом крыльев Boing 747. При том, вся масса самолета вполне сравнима с весом небольшого автомобиля и составляет всего 1 600 кг.
Чтобы добиться такого результата потребовалось целых семь лет напряженной работы, бесконечных расчетов, моделирования и испытаний группой из 80 человек, не считая сотни привлеченных со стороны специалистов.
Ничего подобного не строилось никогда раньше. Огромные крылья Solar Impuls покрывают 12000 солнечных батарей. Они питают четыре электродвигателя с возобновляемыми источниками энергии. Днем солнечные батарей под завязку заряжают литиевые аккумуляторы, которые позволяют самолету летать и по ночам.
Бертран Пикар и Андре Боршберг выполнили практически невозможный проект — так, по крайней мере, считали видные эксперты авиастроения. Партнерство получилось крайне продуктивным: вдвоем предприниматели умудрились охватить все необходимые для развития идеи сферы. Пикар, получивший, в свое время образование психиатра сумел заинтересовать и привлечь инвесторов; инженер и предприниматель Боршберг собрал и, впоследствие, возглавил группу из 80-ти технических специалистов.
Основатели
Андре Боршберг (слева) и Бертран Пикар на фоне кабины Solar Impuls 2
Андре Боршберг
Швейцарский бизнесмен и пилот, сооснователь компании Solar Impuls. Именно он сел за штурвал первого самолета, совершившего самый длинный в истории человечества перелет без горючего. Боршберг стал самым подходящим кандидатом на роль пилота проекта: за плечами у него более 20 лет службы в Военно-воздушных силах Швейцарии. Кроме того, предпринимательский навык Андре позволил реализовать мягко говоря утопичную идею проекта в жизнь. Как генеральный директор компании, он сумел объединить более 70 человек в единый механизм, ориентированный только на успех — какой бы далекой ни была цель.
Бертран Пикар
Швейцарский психиатр Бертран Пикар был очарован полетом с самого детства — что, учитывая историю его семьи, совсем не удивительно. И отец, и дед Пикара были известными воздухоплавателями и изобретателями. Естественно, что выросший в такой атмосфере Бертран просто не мог не пойти по их пути. Именно он главный мечтатель Solar Impuls, свято убежденный в том, что самое главное для любого дела — искренне верить в реальность его исполнения.
Первый полет
Никакое чутье и предчувствие не могут оправдать в глазах инвесторов настолько рискованный проект. Другое дело— практические испытания. Solar Impulse 1, первый в мире пилотируемый летательный аппарат на солнечной энергии, способный функционировать и ночью, поднялся в воздух и пересек два континента.
Эту запись участники проекта делали по результатам первого полета. Помимо прочего, здесь они встречаются с одним из поддержавших проект инвесторов — Ричардом Бренсоном из Virgin Galactic.
После этого сомневаться в целесообразности вложений перестали даже законченные скептики: пара новаторов Пикар-Боршберг продемонстрировала всю доступность использования чистых технологий и возобновляемых источников энергии.
За первый полет Solar Impulse 1 поставил целых 8 мировых рекордов. Но и Пикар, и Боршберг не собирались останавливаться на достигнутом: в планах предпринимателей была идея запустить в воздух вторую версию аппарата.
Solar Impulse 2
Solar Impulse 2 получил практически неограниченную автономию. Полет вокруг земного шара — без капли горючего и без приземлений. Здесь техникам придется учитывать еще один немаловажный фактор: удобства пилота, которому предстоит в одиночку совершить этот, без преувеличения, легендарный перелет.
Кадры одного из первых тестовых полетов Solar Impuls 2, снятых при помощи GoPro.
5 дней и ночей, над океанами, с континента на континент. Неделя жизни в кабине размером 3,8 м3, каждая деталь которой максимально заточена под необходимости пилота.
Небольшая зарисовка, на которой запечатлены и участники проекта, и сам полет.
Dassault Systèmes
Для разработки второго варианта Solar Impulse инженеры использовали технологии компании Dassault Systèmes. Тестировать все новые наработки на живом макете — значило бы тратить годы и годы лишней работы. Эту проблему вполне решила платформа 3DEXPERIENCE, которая позволила техникам провести все необходимые расчеты.
Приложения CATIA и ENOVIA , от мирового лидера в области решений для 3D-проектирования, помогли в точности разработать и внешний вид самолета и технически важные элементы управления.
Технические характеристики Solar Impulse 2
Высота полета 8500 м
Номинальная масса 2300 кг
Крейсерская скорость 70 км/ч
Размах крыла 72 метра
Силовая установка: четыре двигателя 7,35 кВт, Li-Po аккумуляторы.
Четыре винта, диаметра 3,5 метра
Solar Impulse 2 кругосветное путешествие
Вот и настало время второго рекордного полета на второй модели Solar Impulse 2. Он начался 9 марта 2015 года из Абу-Даби. Предполагается, что за пять месяцев летательный аппарат преодолеет 35 тысяч километров.
Боршберг сам будет находиьтся за штурвалом во время рекордного полета. Его будет сменять второй пилот — швейцарец Бертран Пикар.
Маршрут пройдет из Абу-Даби в Оман, оттуда в Индию и Китай. Затем перелет продлится через Тихий океан, США и страны Европы. Аппарат не будет входить в пространство РФ, в ходе движения по маршруту будет совершено 12 посадок.
Первый самолет серии — Solar Impulse, был представлен публике в 2009 году. У первого проекта была цель — использовать для полета исключительно солнечную энергию. Теоретически, самолет может находиться в воздухе круглосуточно, поскольку излишки солнечной энергии, полученной за день, накапливаются в системе конденсаторов, которые можно использовать при полете ночью.
Solar Impulse 2 (Солнечный импульс 2) — улучшенный вариант первого образца. Его презентация состоялась ровно год назад — 9 марта 2014 года. За это время самолет прошел испытания. На самолете установлены 17 тысяч солнечных аккумуляторных батарей, от которых работают четыре электромотора. При полной зарядке скорость может достигать до 140 километров в час. Электроконденсаторы могут продержать аппарат на высоте в 8500 метров всю ночь.
Успешное завершение кругосветного путешествия
26 июля 2016 года в 5 часов утра самолет на солнечных батареях Solar Impulse 2 завершил кругосветное путешествие. Последний перелет происходил из Каира в Абу-Даби, откуда 9 марта 2015 года самолет начал свое путешествие. За время перелета Solar Impulse поставил 19 мировых рекордов, а его солнечные батареи сгенерировали 11000 кВт/ч электроэнергии.
Solar Impulse 2 совершил 17 полетов общей протяженностью 42 000 км. Самолет пролетел над тремя морями и двумя океанами. Проект стоил около 115 миллионов евро. Средняя скорость самолета составляла около 70 километров в час. Он был оборудован более чем 17 тысячами солнечных батарей, которые были встроены в крылья с размахом больше, чем у Boeing 747. Ночью летательный аппарат питался от литий-ионных зарядных элементов.
«Мы с командой хотели показать, что экологически чистые технологии сегодня демонстрируют невероятные возможности. Теперь вы может летать без топлива дольше, чем с топливом, и лететь с помощью сил природы, лететь с солнцем. Это новая эпоха для энергии, и это то, на что мы действительно хотели бы вдохновить людей», – рассказал Бертран Пикар.
Источник
Крылья, Солнце, батареи: задавайте вопросы Solar Impulse
Полным ходом идет подготовка второго самолета Solar Impulse к кругосветному путешествию, которое планируется осуществить в марте следующего года. Я пообщался с их представителем и получил интересные материалы специально для Geektimes (под катом).
И, что самое главное, вы можете в комментариях к этому посту задать вопросы, которые я передам Solar Impulse и опубликую ответы.
Солнечные батареи
На самолете установлены более 17000 солнечных панелей, способных собрать до 340 кВч энергии за день. Общая их площадь — 269,5 квадратных метра.
Хотите подробнее? 17 тысяч 248 штук кремниевых пластин толщиной 135 микрон каждая вмонтированы в крылья, фюзеляж и горизонтальный хвостовой стабилизатор. Эффективность панелей — 23%. Чтобы улучшить аэродинамические качества, самолет построен с размахом крыльев в 72 метра, что больше аналогичного параметра Boeing 747 Jumbo Jet.
Солнечные пластины от SunPower Corp проверяются на электропроводимость каждая по три раза, после чего кладутся на специальную подложку и «готовятся» в течение 7 часов при температуре 95 градусов. Потом кладутся на специальную пресс-форму, где и принимают окончательный внешний вид. И только после этого монтируются вручную инженерами Solar Impulse.
Этот процесс показан в этом видео.
Аккумуляторы
Энергию, собираемая солнечными панелями, запасают в литиево-полимерных батареях емкостью 260 Вт·ч/кг. Эти батареи располагаются в «гондолах» четырех двигателей, изолированные пеной высокой плотности.
Общий вес батарей составляет 633 кг — то есть около четверти веса всего самолета. Батареи изолированы пеной высокой плотности, а за их температурой следят специальные датчики.
Важно также сказать, что для эффективного и экономного использования энергии в течение дня Solar Impulse будет подниматься до 8,5 км, а ночью лететь на высоте около 1,5 км.
Вопросы?
Как я выше отметил — вы можете задать вопросы в комментариях, и я отправлю их в Solar Impulse для получения ответа.
AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут
Читают сейчас
Редакторский дайджест
Присылаем лучшие статьи раз в месяц
Скоро на этот адрес придет письмо. Подтвердите подписку, если всё в силе.
Похожие публикации
Tesla представила инвертор солнечной энергии
Исследователи создали на суперкомпьютере новую молекулу, которая поглощает и сохраняет солнечную энергию
Solar Impulse 2 с 17 тысячами солнечных панелей в крыльях размахом 72 метра вылетел в кругосветное путешествие без топлива
Заказы
AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут
Минуточку внимания
Комментарии 11
1) Данная машина будет в воздухе только благодаря солнечным панелям, либо будут использоваться «фишки» планеров: восходящие потоки и тому подобное…
2) каков будет график при полёте этого судна?
3) какие меры безопасности при пролете над океанами (очевидно, что каждый кг на вес золота в таком аппарате)?
4) На инфографике указан вес судна, а полезной нагрузки сколько можно брать?
5) Каков средний расход электроэнергии при полете на определенной высоте? Понятное дело, он зависит от множества параметров, но все же любопытно узнать хотя бы примерно (и заодно оценить, на сколько хватает аккумуляторов)
6) Этот аппарат умеет сам взлетать? нужно ли заряжать аккумуляторы предварительно или мощности панелей и для взлёта хватит?
Возможно, часть моих вопросов наивные, возможно, часть слишком легко гуглится, прошу простить 🙂
Посмотрите, пожалуйста, мой перевод ваших вопросов. Если есть какие-то комментарии или правки — напишите.
1) Данная машина будет в воздухе только благодаря солнечным панелям, либо будут использоваться «фишки» планеров: восходящие потоки и тому подобное…
— Does the machine use only solar cells, or something like planer’s features: using airflows, etc.
2) каков будет график при полёте этого судна?
What is graphic of Solar Impulse 2 flight around the world?
3) какие меры безопасности при пролете над океанами (очевидно, что каждый кг на вес золота в таком аппарате)?
What is for safety while flying over the ocean? Obviously, each kg of weight in gold in this apparatus.
4) На инфографике указан вес судна, а полезной нагрузки сколько можно брать?
What is payload of the aircraft? We can see only weight of aircraft on infographics.
5) Каков средний расход электроэнергии при полете на определенной высоте? Понятное дело, он зависит от множества параметров, но все же любопытно узнать хотя бы примерно (и заодно оценить, на сколько хватает аккумуляторов)
What is the average power consumption when flying at a certain height? It depends on different factors, but it is interesting to know. And it is interesting how long can airplan fly with full batteries charge.
6) Этот аппарат умеет сам взлетать? нужно ли заряжать аккумуляторы предварительно или мощности панелей и для взлёта хватит?
Can the airplane take off itself? Do you need to charge batteries before taking off or solar panels’ power is enought?
2) graphic не мешало бы заменить на schedule. В целом, я затрудняюсь сформулировать вопрос емко и кратко, но суть такая: каков будет распорядок дня пилота?
3) Второе предложение про цену каждого кг на вес золота, думаю, можно опустить.
В целом, я не подумал заранее, что вопросы будут переводиться (почему-то решил, что в команде русскоговорящих инженеров много), поэтому вопросы составил в слишком руссифицированном варианте.
Благодарю Вас за время, потраченное на перевод моих вопросов!
- Не собираются ли они использовать литий-сульфурные аккумуляторы и какие перспективы они видят в данном направлении?
- Как они борются с перепадами температур на фотоэлементах и есть ли какое-либо обледенение компонентов сего устройства?
- Насколько я понял, фотоэлементы имеют свою нормальную форму уже в изгибе (не ровная пластина сжатая принудительно, а именно дугой сама по себе), если это так, то какой пиковый изгиб фотоэлемента у них на крыле? А какое напряжение (предельный изгиб) может выдержать ровная их пластина фотоэлемента?
- За время полета лопаются ли они (хоть какая-то часть?) от механических повреждения каких-либо? Что они делают для защиты панелей от механического напряжения?
- Насколько эффективно гасит вибрации их крыло? Есть ли они вообще? Крыло собрано на композитных материалах? Каких?
- Можно по-пробнобнее узнать о двигателях и винте? Какой диаметр, шаг и почему именно эти параметры были выбраны? Наиболее эффективны и у земли, и в условиях малого сопротивления на винт на высоте? Или это мало сказывается, ведь высота не такая уж и большая — до 10 км?
- Ну, а сам двигатель что из себя представляет?
- Насколько прочен и чувствителен к ветру планер?
Может быть еще что-нибудь вспомню что меня интересовало =)
Источник