Літак на сонячних батареях: подорож навколо Америки
Революційний літак на сонячних батареях приземлився нещодавно на аеродромі Моффет, в самому серці Силіконової долини. Ні, шампанське цього разу не відкорковували, адже літак прибув у розібраному вигляді у вантажному відсіку Боїнга 747.
Літак повторно зберуть до кінця березня, і після цього розпочнуться льотні випробування. Якщо все піде добре, то до травня літак буде готовий здійснити переліт через усю територію Америки. Зупинки передбачені у чотирьох містах, остаточна посадка - місто Нью-Йорк. Тим не менш, цей літальний засіб є лише експериментальним прототипом літака, що візьме участь у наступному, набагато більшому, проекті.
Керує проектом команда під назвою Solar Impulse. Вони використовують цей прототип для того, щоб з’ясувати, як побудувати другий літак, який буде здатний облетіти земну кулю, використовуючи при цьому лише енергію сонця. Провівши низку успішних випробувальних польотів прототипу на аеродромі в Пайєрн (Швейцарія), команда почала будівництво свого другого літака. Але в липні минулого року проект команди Solar Impulse зазнав великої невдачі. Другий літак не зміг пройти критичний тест на перевірку своєї безпечності. Під час структурних випробувань зламався основний лонжерон крила літака, який є основою будь-якого літака.
Фото: AFP
При роботі над чимось новим завжди є ризик того, що технологія зайде надто далеко. Один із засновників Solar Impulse Бертран Пікар потрапляв у схожу ситуацію раніше і він знає, що успіх приходить після того, як вивчиш і виправиш свої попередні помилки.
У 1999 році Пікар став одним з пілотів Orbiter 3, першої повітряної кулі, що здійснила навколосвітню подорож (двом іншим орбітальним апаратам не вдалося завершити політ). Через 20 днів після старту подорожі Пікар приземлився в єгипетській пустелі із всього лиш 40 кг пропану, що залишилися від 3,7 тонн палива, які він взяв із собою у політ. Отже, він вирішив, що його наступним завданням буде повторити цей політ без використання палива. Він об'єднав свої зусилля із пілотом винищувача, інженером Андре Борщбергом, і разом вони заснували проект Solar Impulse.
ДИВІТЬСЯ ФОТО: Токелау - "сонячна" держава
Пікар народився у сім’ї знаменитих шукачів пригод-авантюристів. Його дід, Огюст, був першим, хто підняв повітряну кулю в стратосферу. Його батько, Жак, на глибоководній субмарині занурився в глибини світового океану.
Використовуючи найменшу можливість
Проблема з лонжероном крила відкинула команду на один рік назад. Виготовити другий літак і дочекатися відповідної погоди означає, що тепер наступний навколосвітній політ запланований на 2015 рік.
Тим часом, команда вирішила використати час незапланованої затримки і відправити прототип свого наступного літака у подорож всією територією Америки. Це принесе більше цінного досвіду та допоможе з розвитком технологій, які команда потребуватиме в майбутньому. Крім того, якщо щось піде не так, завжди легше приземлити літак на суші, ніж в океані.
Бертран Пікар (зправа) і Андре Борщберг (зліва). Фото: schweizer-illustrierte.ch
Літаки на сонячних батареях не є новиною. Одним з перших був Challenger Solar, який перелетів через протоку Ла-Манш у 1981 році. Його побудував американський авіаційний інженер Пол МакКріді. 14,3-метрові крила цього літака були вкриті фотоелементами. Вони приводили в дію два електромотори, які в свою чергу обертали єдиний гвинт літака.
Проект Solar Impulse – зовсім інша справа. Прототип літака (на фото), який має облетіти навколо Америки, має розмах крил 63,4 м, це не менше, ніж розмах крил надзвукового Боїнга. Однак фюзеляж літака тендітний як планер, а в його кабіні місце всього лиш для однієї людини. Крила вкривають майже 12 тис фотоелементів, вони можуть одночасно живити чотири гвинти із електричним приводом, а також заряджати чотири ряди літій-полімерних акумуляторів. Акумулятори необхідні, щоб літак міг летіти вночі.
ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ: Як спіймати кілька додаткових променів
Другий літак (той, що повинен буде здійснити навколосвітній політ) повинен буде летіти нон-стоп протягом п'яти-шести днів. План полягає в тому, щоб відлетіти в східному напрямку, і сідати на кожному континенті, через які проходить тропік Рака. Потрібно буде здійснити тривалі перельоти через океан. Потужність літака не перевищуватиме потужності моторолера, він летітиме із швидкістю тільки 70 км на годину (43mph). Його керованість залежитиме від фізичних можливостей пілота зберігати пильність, а простір для переміщень пілота або для зберігання великої кількості їжі та води буде дуже обмежений. У команді вважають, що з урахуванням розвитку відповідних сучасних технологій, літак на дві особи буде надто важким.
Пікар в кабіні пілота. Фото: thelocal.ch
Щоб дати Пікару і Борщбергу (які виконують роль пілота почергово) простір для розминки і відпочинку, потрібно буде збільшити масу наступного літака приблизно на 15% більше, ніж у прототипа, що може перехилити шальки ваг за позначку 1600 кг (3527 фунтів). Вага є критичним чинником. Лонжерон крила, що зламався, був зроблений з надлегкого вуглецевого волокна, щоб скинути ще декілька необхідних грамів. "Здається, ми перейшли межу дозволеного", - зізнається Борщберг.
ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ: Вчені виявили планету без сонця усього за сто тисяч світлових років від Землі
Існує мало можливостей застосувати систему повного автопілота, і вона може надто багато важити. Тим не менш, французька інженерна консультаційна компанія Altran, що надає допомогу у розвитку проекту, працює над розробкою часткової системи автопілота. Вона зможе утримувати літак в потрібному напрямку в тиху погоду. І якщо турбулентність буде викликати опущення крила літака більш ніж на п'ять градусів, манжет на правому або лівому рукаві пілота вібруватиме, що має підказати йому, що потрібно вжити заходів для виправлення курсу. Він повинен швидко реагувати, щоб зберегти контроль за літаком. Цю систему також буде випробувано на прототипі, що повинен перелетіти усю Америку.
Наземна команда зможе контролювати процес польоту за допомогою телеметрії. У процесі польоту навколо земної кулі пілот зможе опустити сидіння (яке також служить туалетом), лягти і подрімати не довше 20 хвилин. Команда вважає, що цього є достатньо, щоб усунути певні наслідки відсутності сну. Пілот не повинен бути сонним, адже він повинен бути готовий будь-якої миті вжити тих чи інших заходів. Цю процедуру випробовували на льотному тренажері протягом 72 годин нон-стоп, і схоже на те, що вона працює.
Фото: kosmostar.com
Типовий політ повинен розпочинатися раннього ранку, коли вітер слабкий, потім літак має піднятися на 10 тис метрів, щоб залишатися вище хмар. Однак, на цій висоті повітря розріджене і бракує кисню. Пілот повинен одягнути кисневу маску, адже неможливо створити відповідний тиск повітря у кокпіті, як це робиться у літаках. Екіпаж також проти того, щоб одягати важкі кисневі балони. Як альтернативу компанія промислового використання газів Air Liquide розвиває систему для генерації кисню, яка працює на сонячних батареях.
Вночі пілот повільно знижує висоту, обережно використовуючи енергію до світанку. Як тільки з’явиться сонце, акумулятори можна буде перезарядити протягом трьох годин, а літак зможе знову набрати висоту. Посадки також розраховані на ранній вечір, коли слабкіші вітри.
Переліт через Америку дасть метеорологам можливість побачити, як працюють погодні моделі, розраховані для проекту. Іноді для пілота буде необхідним затримати посадку, очікуючи на оптимальні погодні умови. Пікар і Борщберг знайшли цікавий спосіб, як можна цього досягнути. При повільному польоті, вони повертають ніс літака у напрямку зустрічного вітру, що змушує літак летіти назад. Ось цього вже дійсно із Боїнгом нізащо не зробиш.
Оригінал: The Economist
Переклад: iPress.ua
