Размах крыла – как у межконтинентального пассажирского «Боинга», а полётная масса – как у довоенного истребителя И-16. Суммарная мощность двигателей – как у средней руки мотоцикла, а дальность полёта… дальность полёта почти неограниченная.
Это – «солнечный» самолёт «Солар импульс» (Solar Impulse). 8 июля этого года он доказал, что способен летать на солнечной энергии круглые сутки – и ночью тоже. То есть, фактически, бесконечно долго.
Первый в мире!
Опять авиация.
Объясню.
Во-первых, я уезжаю на несколько дней. Довольно далеко; оттуда выкладывать что-то на блог возможности не будет.
Во-вторых, как раз в эти дни проходит первый трансконтинентальный – правда, с посадками – перелёт «Солар импульса» – первого в мире ПИЛОТИРУЕМОГО самолёта на солнечных батареях, который доказал свою способность держаться в воздухе круглые сутки.
В-третьих, вскоре после того, как он её доказал – а было это летом 2010 года, – мы с известным науч-поп журналистом Станиславом Зигуненко написали большую статью про это дело. Правду сказать, первичный материал принёс Слава, но в окончательном тексте того материала было хорошо если 25%. Тема меня тронула, и я разошёлся…
Статья, понятно, в «Технику – молодёжи». Я посмотрел – в интернете её нет. Так что тут без обмана.
В-четвёртых, «солнечный» самолёт отлично корреспондирует с темой солнечной энергетики, которую мы недавно поднимали.
Наконец, в-пятых, – «Солар импульс» всё-таки не совсем авиация. В том смысле, в каком она широко представлена на страницах этого блога.
По всему по этому я без душевных терзаний выкладываю здесь эту статью. Она длинная, так что я закрою ею несколько дней, у вас будет, что читать. Она своевременная, так как «Солар импульс» завершит трансамериканское путешествие только в начале июля. Она по преимуществу сделана мною и в интернете не засвечена. И это довольно-таки нетипичная, экзотическая авиация. Как говорится, на стыке дисциплин.
Статья, кстати, имела подзаголовок. С него и начну.
ПОБЕДНАЯ ПОСТУПЬ СОЛНЕЧНОГО ЛЕТАНИЯ
…Похоже, вскоре и пилотам начнут попадаться на заоблачных трассах своего рода «летучие голландцы». Странного вида самолёты с множеством бесшумно вращающихся винтов. Чёрные, с фиолетовым отблеском, они будут едва заметны на фоне темно-синего, с яркими звёздами, неба больших высот.
Первые «птенцы»
Если быть точным, самый первый в мире беспилотный ЛА с солнечной энергоустановкой, разработанный конструктором Р. Баучером из компании Astro Flight по контракту с ARPA (исследовательским агентством Пентагона), поднялся в воздух 4 ноября 1974 года на полигоне Байсикл-Лейк военной базы Форт-Ирвин в Калифорнии. Крылья «Санрайз I» были обклеены 4096 фотоэлементами, дававшими суммарную мощность 450 Вт. Этого оказалось достаточно, чтобы аппарат с размахом крыла 9,75 м и массой 12 кг достиг высоты 6100 м. Правда, взлетал он не сам, а запускался с помощью своеобразной «рогатки».
Спустя год в воздух поднялся «Санрайз II», имевший 4480 фотоэлементов, дававших уже 600 Вт. А весил он, благодаря использованию новейших композиционных материалов, всего 1,8 кг. Конструкторы надеялись, что аппарат поднимется на высоту 23 000 м, однако проблемы с управлением так и не позволили этого достичь.
Следующим стал «Госссамер Пингвин», (Gossamer Penguin), построенный в 1980 году фирмой AeroVironment при участии химической компании Dupont. Его конструктором, знаменитый Пол Мак-Риди ранее построил самолёт-велосипед «Госсамер Альбатрос» (Gossamer Albatros), совершивший в 1979 году первый в мире перелёт через Ла-Манш на мускульной силе человека.
«Госсамер Пингвин». Хорошо видны панели солнечной батареи – их площадь явно невелика…
Теперь Мак-Риди взял слегка уменьшенный вариант того же «Альбатроса» и заменил велосипедные педали на электромотор и солнечные панели, установленные на высоких стойках над фюзеляжем. 3920 фотоэлементов давали мощность 541 Вт. При размахе крыла 21,66 м аппарат имел собственный вес 30,87 кг.
Это был, вероятно, первый взлетевший пилотируемый солнцелёт. Он тоже должен был перелететь Ла-Манш, однако оказался хрупким и летал плохо. Во время первых испытаний он почти не отрывался от земли, а после доработок летал не дальше, чем на 3 км.
Второй вариант назывался «Солар Челленджер» (Solar Challenger), и он сделал своё дело: стал первым в истории самолётом, который в 1981 году пролетел 262 км через пролив от Парижа до Мэнстона в графстве Кент, «питаясь» исключительно Солнцем.
«Солар Челленджер», одна из удивительных конструкций удивительного человека – Пола Мак-Криди
Конструкция была радикально переработана: изменилось расположение двигателя, винта, киля, панелей фотоэлементов. Суммарная их мощность была доведена до 2,6 кВт. Два двигателя разгоняли аппарат до 65 км/ч, высоту он набирал со скоростью 0,76 м/с.
За дело берётся НАСА
Возможность полёта на солнечной энергии была убедительно доказана, и ему стали искать практическое применение. При этом само по себе отсутствие потребности в топливе было не столь уж важно; гораздо большее значение имела перспектива почти сколь угодно долгого нахождения в воздухе. Она же направляла внимание специалистов к беспилотным аппаратам – ведь в такой ситуации фактором, ограничивающим длительность полёта, становился человек.
Получив финансирование от одного из правительственных ведомств США, в AeroVironment начали работу над проектом «Высотного солнечного беспилотного самолёта» (HALSOL – High Altitude Solar). Аппарат, начавший полёты в июле 1983 года, представлял собой «летающее крыло» размахом 30 м и шириной 2,44 м, сделанное из композитов и пластмасс. Под центральной секцией (всего их было пять) смонтировали две гондолы, в которых размещалась целевая нагрузка, система радиоуправления и телеметрическая аппаратура, а также шасси. Почти равномерно по размаху размещались восемь двигателей с винтами переменного шага. HALSOL весил 185 кг, из чего примерно 10% составляла полезная нагрузка.
Загвоздка была в том, что для аппарата не нашлось подходящих солнечных элементов. Поэтому полёты, проходившие в районе военной базы Грум-Лейк, штат Невада, осуществлялись при запитке моторов от аккумуляторов. Естественно, полноценных испытаний быть не могло; но проведённые девять полётов дали уверенность в том, что аэродинамические решения выбраны правильно. Оставалось ждать прогресса электроники… а пока HALSOL был поставлен на хранение.
Прошло более 10 лет, прежде чем проект вернули к жизни специалисты НАСА. Они призвали его на службу в ERAST – «Программу использования авиационных и сенсорных технологий в области охраны окружающей среды». Вместе с новым именем – «Пасфайндер» (Pathfinder) – аппарат получил космические фотоэлементы, причём теперь они занимали практически всю верхнюю поверхность крыла. Ещё на нём была аккумуляторная батарея, обеспечивавшая полёт в течение двух–пяти часов – на случай необходимости долететь куда-нибудь после наступления темноты. А количество двигателей вскоре уменьшили до шести. Для управления по тангажу самолёт имел узкие рули на задней кромке крыла; управление по курсу и крену осуществлялось за счёт дифференциального регулирования оборотов внешних двигателей.
Первой задачей «Пасфайндера» было доказать, что столь лёгкая конструкция с таким большим удлинением крыла (отношение размаха крыла к его хорде) может эксплуатироваться с обычного аэродрома и способна забираться на очень большие высоты. Что ж, с этим солнцелёт справился: 11 сентября 1995 года в 12-часовом полёте с авиабазы Драйден он достиг высоты 15 400 м, что стало неофициальным рекордом – пока только для самолётов, приводимых в действие энергией Солнца.
А в июле 1997-го зафиксировано новое достижение: высота полёта 21 800 м. Это был уже рекорд не только для солнцелётов, но и вообще для летательных аппаратов, приводимых в движение воздушными винтами.
7 июля 1997 года, лётно-исследовательский центр Драйден. «Пасфайндер» проходит последние проверки перед рекордным полётом
В следующем, 1998 году, на арену вышел усовершенствованный «Пасфайндер плюс» (Pathfinder Plus). Основных изменений было два. Во-первых, сделали новую центральную секцию крыла – со специальным высотным профилем и вдвое большего размаха; общий размах увеличился до 36,9 м. Во-вторых, на эту секцию поставили новейшие фотоэлементы фирмы Sun Power. Имея КПД 19% против 14% у «старых», они увеличили максимальную мощность системы электропитания с 7,5 до 12,5 кВт. На самолёте опять было восемь двигателей.
6 августа 1998 года «Пасфайндер плюс» потеснил с пьедестала своего предшественника, установив новый рекорд высоты полёта для солнцелётов и винтовых аппаратов: 24 445 м. В 2002-м аппарат участвовал в исследованиях по программе «атмосферных спутников» – изучалась эффективность высотных самолётов в качестве ретрансляторов телекоммуникационных сетей в сравнении с геостационарными спутниками аналогичного назначения.
Восьмимоторный «Пасфайндер плюс» над Гавайями
Впрочем, специалистов интересовала в первую очередь эффективность нового поколения фотоэлементов, которые предполагалось использовать при разработке самолета «Центурион» (Centurion) с практическим потолком в 30 000 м.
Этот аппарат уже не был «сделан из» «Пасфайндера», хотя в нём использована та же концепция – летающее крыло. Это крыло имело размах уже 62,8 м и значительно более прочную конструкцию, число двигателей увеличилось до 14. Машина имела четыре подкрыльные гондолы для оборудования и шасси, а её полезная нагрузка доходила до 272,5 кг. Это был уже настоящий беспилотный самолёт, пригодный к практической работе.
Если вы считаете, что данный текст или изображения нарушают ваши авторские и/или смежные права,
сообщите об этом администрации сайта через Гостевую книгу или на e-mail vemsev@gmail.com для принятия мер по устранению нарушения.
