Самолёт на солнечных батареях. Самолет на солнечных батареях – это реально

Проект по созданию самолета, использующего исключительно энергию солнца для своего движения Solar Impulse, придумали еще в середине 2000-х. Первый летательный аппарат подобного рода был представлен в 2009 году. Размах его крыльев составлял 63,40 м, масса 1600 кг, а масса солнечных батарей – 400 кг. Ему удалось поставить два абсолютных рекорда: по высоте полета (8700 м) и по продолжительности (26 часов). А 9 марта 2015 года в кругосветное путешествие отправился Solar Impulse 2 – еще больше, еще мощнее.

Solar Impulse 2 – это самолет с солнечными батареями, размещенными на крыльях, размах которых составляет 72 м. Это больше, чем размах Boeing 747-8I (68,5 м) или чуть меньше, чем размах самого большого пассажирского авиалайнера Airbus А380 (79,75 м). В отличии от этих самолетов, Solar Impulse 2 умеет перевозить только одного пилота. Но за счет того, что его кабина (с прошлого раза) была переоборудована и кресло у него теперь более комфортное, да еще и раскладывается, он может спать прямо на борту во время полета. Пилот спит – самолет летит!

На огромных крыльях машины размещены 269 кв м солнечных батарей (около 17 тысяч) общим весом 633 кг, что составляет около четверти от общего веса самолета – 2300 кг. Такой небольшой массы добились за счет исходного материала – углеводородного волокна. Скорость этот летающий аккумулятор развивает невысокую – от 36 до 140 км/ч. Днем он накапливает солнечную энергию, а ночью летит на набранной высоте, используя четыре электромотора. Оборудование салона позволяет ему подняться на высоту 12 000 м, но фактическая высота полета составит 8500 м.

В этом году Solar Impulse 2 совершит кругосветное путешествие. Весь путь разбит на 12 участков с посадками. Вылетев 9 марта 2015 года в 7.12 по местному времени из Абу-Даби самолет уже приземлился в своей первой точке – Маскате, Оман, таким образом преодолев 400 км, самый короткий отрезок на маршруте. А сегодня ночью он преодолел 1500 км с Аравийского полуострова до второй остановки – Ахмедабад, Индия. Для этого ему понадобилось 16 часов. Дальше маршрут выглядит так: Варанаси (Индия), Мандалай (Мьянма), Чунцин (Китай), Нанкин (Китай), Гавайи (США), Финикс (США), Нью-Йорк (США). После этого или домой в Европу, или в Северную Африку. Перелет из Китая на Гавайи будет одним из самых сложных и потребует перелета без посадки в течении 120 часов. Это будет новый рекорд. У самолета два пилота-сменщика – Бертран Пиккар и Андре Боршберг. Успех акции, конечно, не гарантирован, но любые результаты станут полезными для усовершенствования летательных аппаратов всех мастей.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

В наше время учёные не забывают хотя бы раз в месяц упомянуть, что нефть заканчивается, газ на исходе, энергия атома опасна, и вообще, через двести лет человечество перейдёт на так как мировая экономика и производство встанут без топлива. В противовес этому в средствах массовой информации много статей о развитии технологий воздуха, воды, отходов животных и человека и другие разные варианты. Некоторые из них похожи на фантастику, иные имеют реальные технические наработки и уже вовсю используются, как, например, энергия солнца.

Солнечная энергия

Мы привыкли, что любимое светило дарит нам тепло и свет, помогает выращивать урожай, греет воду в озёрах, реках и морях. Но, помимо этого, энергия солнечных лучей может использоваться иначе. Уже несколько десятков лет назад на рынке появились калькуляторы с солнечной батарейкой. Сейчас этим никого не удивишь. Есть готовые проекты: по ним уже построены первые дома, которые обогреваются за счёт солнечной энергии и эксплуатируются в России в условиях зимы. Проект предусматривает резервное отопление, так как в наших краях солнце может закрыть тучами надолго.

Каждый обыватель может купить солнечные батареи, вот только цена очень кусается. Кроме того, дешевле получать энергию и тепло привычным способом. Однако в условиях отсутствия обычных источников энергии, например в далёких экспедициях или в космосе, солнечные батареи являются основными. В Европе жильцы частного сектора располагают их на крышах собственных домов и продают излишки электроэнергии своему же государству. А ведь Германия не самая солнечная страна. Плюс солнечной энергии ещё в том, что она возобновляемая. Хоть учёные и говорят, что Солнце не всегда будет светить, но, по сравнению с человеческой жизнью, наше светило вечно.

Самолёт на солнечных батареях

В наше время построили такое воздушное судно. Пусть оно не очень быстрое и манёвренное, зато его топливо ничего не стоит, вредных выбросов нет. расположены по всей поверхностям крыльев и самого корпуса. На испытательном перелёте самолёт преодолел 1541 км из Феникса в Даллас. Максимальная высота составляла 8200 метров, а средняя скорость - 84 км/ч.

Самолёт на пилотировал один из его создателей — Андрэ Боршерг. Этот перелёт - один из его очередных рекордов, ранее он совершил путешествие в 26 часов на этом же самолёте под названием Solar Impulse. Сейчас испытатель активно строит планы пересечь всю Америку, а потом совершить кругосветный перелёт.

Вся команда, которая создавала судно и готовила его к эксплуатации, старается сделать всё возможное, чтоб её работа максимально освещалась в средствах массовой информации. Ведь основная задача таких мероприятий - показать всему миру, что энергия солнечных лучей имеет большие перспективы и может максимально использоваться человеком.

История создания

Solar Impulse представляет собой планер с размахом крыльев в 63,4 метра, его масса - 1,5 тонны, имеет четыре электрических двигателя с общей мощностью в 7 киловатт. Предусмотрено, что освещение солнечных батарей может быть неравномерным. Больше четырёхсот кг приходится на литиевые аккумуляторы, которые заряжаются на стоянке. Любой прежний самолёт на солнечных батареях летал только за счёт подзарядки от солнца, аккумуляторы если и были, то небольшие.

Сейчас создан Solar Impulse 2, он гораздо крупнее своего предшественника, имеет больше солнечных ячеек — целых 17 тысяч. Размах крыльев - больше 70 метров. Его сделали из углеводородного волокна, чтобы уменьшить массу. Тем не менее он весит 2,3 тонны. Благодаря мощным аккумуляторам он может лететь в течение нескольких дней и ночей со скоростью от 50 до 100 км/ч.

Перспективы солнечного топлива

Существует огромное количество примеров использования солнечной энергии. Самый простой был показан ещё в советском фильме «3+2», где доктор физических наук выложил в зонтике зеркала и отражённым светом подогревал еду в котелке. Сейчас в науке развивается технология использования теплоизоляции, которая имеет поверхность, воспринимающую солнечную энергию.

По той же технологии уже выпускаются и работают установки для просушки сельскохозяйственных культур и обогрева домов. Чтобы не делать их слишком большими по площади, в поверхности нагревателей делают канавки, которые увеличивают площадь материала, воспринимающего солнечную энергию.

В регионах нашей планеты, где суровые зимы, большая часть энергии уходит именно на отопление. Для экономии энергии развивают пассивные солнечные системы, которые имеют большую площадь, обращённую к солнцу, собирают энергию и прогревают дом. Идея хороша, но сложна в исполнении. Дом должен иметь отличную изоляцию, необходимо регулировать вентиляцию, при использовании только солнечной энергии оптимальная температура в доме достигается только к середине дня, а летом в нём слишком жарко.

Самолёт на солнечной энергии является прекрасным примером нераскрытых возможностей. На нём установлен некий прототип пассивной системы. Но существуют и активные. В них нагревается вода или воздух. Уже потом они, как теплоносители, поступают в дом. Их проще контролировать, можно устанавливать на уже построенные дома, но их эффективность недостаточна для суровых зим России. Однако в гибридных системах при совмещении с привычными источниками энергии активные солнечные системы позволяют экономить до 60 процентов энергоносителей.

Солнцемобиль

Самолёт на солнечных батареях - это не единственный современный транспорт на таком типе энергии. Существует солнцемобиль, и даже не один. Каждый год в Швейцарии проводится соревнование между такими машинами, называется оно «Тур де сол». Гонка длится шесть суток. Каждый день участникам надо преодолеть от 80 до 150 км по дорогам Швейцарии и Австрии.

Несколько лет назад такой солнцемобиль совершил проезд через Россию. Оказалось, что его колёса не могут проехать по нашим просёлочным дорогам, и движение шло по магистралям. Россия велика, и не везде достаточно солнца. Но, несмотря на все трудности, солнцемобиль завершил свой маршрут. Максимальная скорость такого транспорта составляет 170 км/ч. Использование солнечной энергии в виде солнцемобиля получило ещё одно положительное подтверждение. В Европе некоторые модели уже вошли в серию.

Солнечные батареи. Цена. Производство

Солнечные батареи, по сути, являются фотоэлементами, которые преобразуют солнечную энергию. В фильме «Марсианин» они наглядно показаны, когда главный герой после катастрофы очищает их от пыли. В России они не пользуются популярностью и не производятся. Обычный минимальный частный заказ формируют на сумму от 9 тыс. рублей. Сами солнечные батареи, цена которых колеблется в зависимости от размеров товара, стоят от полутора тысяч рублей до 15 тыс.

Использование в России

В нашей стране солнце светит регулярно, но не очень сильно. Примеры использования солнечной энергии, изложенные выше, могут быть применены и на просторах нашей страны. К сожалению, эксплуатация батарей окупится только в долгосрочной перспективе. Но если учитывать не только количество денег, но и экономию природных ресурсов, то можно уверенно сказать, что эту технологию необходимо максимально развивать и активно использовать.

У многих людей с фразой солнечные батареи, возникает ассоциация дешевой электроэнергией и то, что устанавливают на крыше. И вот Швейцарская компания Solar Impulse решила сломать эти стереотипы и преступила к разработке самолета на солнечных батареях управляемого человеком под названием HB-SIA. Так, что в начале мая 2010 года швейцарская компания совершила настоящий прорыв в технологиях и в авиации, который войдет в мировую историю. Со Швейцарского аэродрома, что находится в городе Пайерн стартовал первый солнечный самолет, управляемый пилотом.

О первом полете

Первый самолетом на солнечных батареях управляемый одним пилотом совершил свой первый полет. Назывался этот прототип HB-SIA. Который прошёл нормально, время полета составило больше суток, что позволило преодолеть черту между днем и ночью. Пилотировал это самолёт один из основателей компании Solar Impulse, заядлый авиатор швейцарец по имени Андре Бербер. На момент полета пилоту было 57 лет. После полета летчик поделился своими ощущениями.

Начав полет, я переживал, хватит ли энергии или нет. Но не успев начаться полет, как я увидел. Что шкала заряда начала стремительно подниматься вверх. После, чего меня начала волновать новая проблема. Хватит ли емкости аккумуляторов. И в итоге все прошло хорошо и заряда хватило на полет длиной 26 часов. При этом не загрязнялась окружающая среда и для полета не было использовано не грамма топлива.

HB-SIA обладает следующими параметрами:

Продолжение истории

В 2015 году фирмой Solar Impulse был создан новый прототип, получивший название Solar Impulse 2, который должен был совершить кругосветное путешествие используя лишь только солнечную энергию. По расчету изобретателей самолёт должен преодолеть это расстояние за 120 часов. Но что-то пошло не так и через 14 часов полета самолет совершил посадку. На земле выяснилось, что повреждено крыло, из-за сильного перегрева. После чего было решено отложить рекордный перелет в 2016 году. Мы будем следить за этим проектом и обязательно сделаем обзорную статью по перелету.

Видео солнечный самолет HB-SIA

В этих видео роликах солнечный самолет HB-SIA совершает свои первые взлеты. В ролике немного рассказывается и показывается о этом уникальном аппарате. Который открывает новые перспективы в освоении воздушного пространства. После прочтения статьи, вы можете оставить свои отзывы в комментариях. Так же вы можете подписаться на наш канал и получать самые свежие новости об альтернативной энергии.

Когда мы говорим солнечная энергия, мы подразумеваем преобразование энергии фотонов в электроэнергию, с помощью солнечных батарей или панелей. Применение новейших технологий и повсеместное использование этих батарей улучшает экологическую обстановку на земле. Также Солнечная энергия является возобновляемым видом топлива, что очень важно при возрастающих в геометрической прогрессии потребностях людей и неминуемом исчерпании сжигаемых ископаемых.

Изобретение новых легких солнечных батарей, и сверхпрочных легких материалов позволило создать солнечный самолет, который может летать как обычный самолет, только без заправок горючего, за счет электричества, вырабатываемого лучами солнца. Принцип работы прост, днем он летает и заряжает батареи, а ночью использует эту энергию, т.е. он может летать круглосуточно. Бывают как пилотируемые так и не пилотируемые самолеты. По оценкам специалистов ABI Research рынок только беспилотных летательных аппаратов составит $8,4 млрд. к 2019г.

Область применения вечно летающих беспилотных аппаратов огромна, ведь они заменят дорогие спутники, их даже называют атмосферными спутниками. Их можно применять для ретрансляции сигнала связи, наблюдение за землей и атмосферой, распространением интернета в труднодоступных местах и т.д. Пилотируемые солнечные самолеты – это, прежде всего экологически чистый транспорт.

Несколько компаний ведут разработку солнечных самолетов, какие-то успешно, какие-то нет. Далее представлены лучшие в этой отрасли:

1. Солнечные беспилотники Solara 50 и Solara 60 от Google (Titan Aerospace)(Solar – солнечный)

Google приобрел компанию Titan Aerospace в апреле 2014 года. Titan Aerospace спроектировала аппараты Solara 50 и Solara 60, способных совершать автономные полеты, продолжительность которых должна превышать 5 лет.

Характеристики Solara 60:

В России прошли испытания атмосферного спутника Сова. После определенных доработок и успешных повторных испытаний, Сова будет принята на вооружение Российской армии.

Аппарат автоматически поддерживает форму крыла. Крыло, длиною 28 м, может изгибаться от порывов ветра, но не ломаться. Это возвращаемая платформа, обслуживаемая. Испытания начались 30 июня 2016 года на высоте 15-20 км. Как ожидается, аппарат может провести в воздухе более 30 дней в беспосадочном полете.

Airbus в 2013 году приобрела у QinetiQ (Англия) активы проекта Zephyr. Zephyr – солнечный беспилотник, побивший в 2010 году несколько мировых рекордов: самый длительный полет — свыше 336 часов; самая большая высота 18,805 км. Он может летать в экстремальных погодных условиях – от -40 С 0 до +75 С 0

На данный момент, компания разрабатывает 8 версию беспилотника, и хочет как можно быстрее выпустить на рынок, как альтернативу спутникам. Также эти беспилотники приобретает Минобороны Великобритании.

Характеристики Zephyr 8:

размах крыльев — 28 м
потолок высоты — 21 км
скорость — 55 км/ч
вес — 60 кг

5. Электросамолеты Elektra One Solar и Elektra Two от немецкой фирмы PC-Aero

Немецкая фирма PC-Aero выпустила в серийное производство пилотируемый электросамолет Elektra One Solar стоимостью 145000$. Солнечные батареи на поверхности крыла обеспечивают около половины энергии для полета.

Характеристики:

размах крыльев — 11 м
вес самолета — 200 кг
литий – ионные аккумуляторы
крейсерская скорость – 140 км/ч
число мест — 1 место
радиус действия — 1000 км

Также фирма выпускает Elektra Two с характеристиками:

число мест — 1 место
радиус действия — 2000 км
крейсерская скорость – 80 км/ч
размах крыла – 17 м

Приобрести их можно на официальном сайте aeroexpo.com.

6. NASA Helios — это беспилотник на солнечных батареях

Модель NASA Helios предназначенная для полетов на высотах до 30 км. Длительность полета около суток. В 2001 году Helios поднялся на высоту 29.5 км и пробыл там 40 минут. 26 июня 2003 года разбился первый и последний экземпляр беспилотника.

7. Солнечный импульс (The Solar Impulse) и Solar Impulse 2

Швейцарская компания выпустила первый пилотируемый самолет HB-SIA(Solar Impulse), который летает только за счет энергии солнца, которую получает за счет солнечных панелей и накапливает в батареях.

Характеристики:

высота полета — 8500 м
максимальная взлётная масса — 2000 кг
номинальная масса — 1600 кг
размах крыла — 63,40 м
аккумуляторы — Li-Po

Solar Impulse 2 или HB-SIB, предназначен для демонстрации возможностей альтернативной энергетики. Совершил множество кругосветных беспосадочных полетов, самый долгий полет длился 118 часов.

Характеристики:

высота полета — 8500 м
максимальная взлётная масса — 2300 кг
крейсерская скорость — 140 км/ч
размах крыла — 72 м

Компания Atlantik Solar разрабатывает одноименный солнечный беспилотник. В 2015 году в ходе тестирования был установлен рекорд – 81 час полета.

Характеристики:

размах крыльев — 5.6 м
масса — 6.3 кг
аккумуляторы — Li-Ion
полезная нагрузка — цифровая HD-камера, передача картинок в реальном времени
продолжительность полета — до 10 дней

9. Молчаливый сокол (Silent Falcon) от Silent Falcon UAS Technologies

Bye Engineering совместно с Silent Falcon UAS Technologies разработала дрон Silent Falcon. Это беспилотник на солнечных батареях, запускается с катапульты, приземляется на парашюте. Бесшумен при полете выше 100 м. Активно внедряется как у военных, так и в гражданский сектор.

Характеристики:

размах крыльев — 4.4 м
длина – 1.9 м
вес — 13.5 кг
продолжительность полета – 5 — 7 часов
фотоэлектрическая батарея — тонкопленочная Ascent Solar
аккумуляторная батарея — Li-Ion
дальность полета — до 100 км
крейсерская скорость — 70 км/ч
максимальная высота полёта — 6000 м

Приобрести его можно на официальном сайте silentfalconuas.com, но он является объектом Государственного департамента США Международного регулирования торговли оружием.

Летающие машины, приводимые в движение самой большой из звезд - солнцем. эта идея восходит от научно- фантастических фильмов, так часто идущих в прокате и так безнадежно захватывающих интерес огромного количества людей по всему миру. И не зря. Реальность создания таких машин - намного ближе, чем мы думаем. Современные технологии авиастроения намереваются использовать максимум самых больших источников энергии, доступных человеку, однако этот прорыв пока еще не совершен и благая цель все еще находится в своем младенчестве. Тем не менее, предлагаем Вам ознакомиться с самыми передовыми на сегодняшний день проектами самолетов, уже летающими или планирующими летать на солнечной энергии.

1. Солнечный самолет "Зефир" (Zephyr Solar Plane)

Зефир, после двухнедельных полетов над Аризоной, стал успешным рекордсменом по выносливости среди беспилотных летательных аппаратов. Этот проект стал попыткой развития самодостаточного наблюдательного самолета. Этот самолет питается солнечной энергией и он совершил новый рекорд, пролетев 336 часов без остановки, что в 10 с лишним раз больше предыдущего достижения - тогда длительность полета составила всего лишь 30 часов. Максимальная высота полета составляет 18 000 метров. Однако, до сих пор не известно, когда этот самолет будет выпускаться серийно.

Самолет достаточно большой, но легкий. Его впитывают солнечные лучи в течение дня и хранят дополнительную энергию, в которой нет необходимости для сиюминутного обеспечения деятельности самолета в специальных литиево-серных батареях, чтобы использовать эту энергию ночью. Без сомнения, энергетическая сила солнца может стать огромным преимуществом для н, если знать как с ней обращаться.

2. Солнечно-водородный самолет Hy-bird

http://www.lisa-airplanes.com/

Самолет под названием Hy-bird - это легковесный самолет на солнечных батареях, сделанный из прочного углеродного волокна. Основным источником энергии стали литиево-полимерные батареи и фотоэлементы. Они будут давать примерно 10% его мощности. Это может показаться нереальным, но данный проект может стать реальностью уже к следующему году.

3. The Sunseeker II: в поисках солнца

http://solar-flight.com/sunseekerII/index.html

Спроектированный инженером Эриком Рэймондом (Eric Raymond), "Охотник за солнцем" (а именно так переводится название этого летательного аппарата) имеет сверхлегкий вес и снабжен солнечными панелями, которые закреплены на небольшой площади крыльев. В апреле этого года этот аппарат уже проходил летные испытания в немецком Фридрихшафене а в июне - в итальянском Торино.

Теперь создатели Sunseeker II хотят запустить его еще выше: в Швейцарские Альпы, а также планируются полеты над Австралийскими доломитами, в Словении, Франции и Испании.

4. Центурион (Centurion)

Центурион - это аппарат, который пилотируется дистанционно. Он также обладает легким весом и снабжен солнечными батареями, размещенными на крыльях. Технология, используемая в этом летательном аппарате позволяет ему летать дольше и выше. Размах его крыльев составляет почти 63 метра, а 2,5 метровый шнур делает соотношение ширины к длине равным 26 к 1.

www.solarimpulse.com

Самолет "Солнечный импульс" является винтовым самолетом, имеющим около 12 000 солнечных батарей на своих 63- метровых легких крыльях, изготовленных из прочного углеродного волокна. Этот солнечный самолет уже успел доказать, что он может летать в темноте и то, что его батареи могут сохранять значительное количество энергии в период между его взлетом в 7 часов утра до ночи следующих суток, пролетая при этом на высоте 8,5 километров.

6. Солнечный Одиссей (Odysseus Solar Plane)

Это - автономный наблюдательный аппарат, который поражает наблюдателей своей возможностью летать над землей в течение 5 лет, питаясь при этом исключительно солнечным светом. Его дизайн - уникален, так как он сочетает в себе комбинацию из трех разных самолетов. Он обладает 50-метровыми похожими на крылья конструкциями, которые запускаются отдельно, а потом соединяются вместе в более спокойной стратосфере. Длина Одиссея после сборки составляет 150 метров, его скорость достигает 225 километров в час, а высота полета - от 18 до 27 километров над землей.

Проект находится еще в состоянии разработки, тем не менее, создать Одиссей планируют за 5 лет, и с меньшей по размеру версии.

7. Солонг (Solong)

www.acpropulsion.com

Самолет на солнечных батареях Солонг UAV - это беспилотное воздушное транспортное средство, которое в состоянии летать в течение 24 часов исключительно на энергии солнечного света. Размах крыла Солонга составляет 4,75 метра, а весит он чуть менее 10,8 килограмм. Надо отметить, что летает этот аппарат бесшумно и не загрязняет окружающую среду.

8. Небесный моряк (Sky Sailor)

www.sky-sailor.ethz.ch

Этот самолет, возможно, и не достиг мировых рекордов, но тем не менее, попытка - всегда очень ценна. "Моряк" был задуман как летательный аппарат, имеющий возможность парить в воздухе примерно 24 часа и делать это только с помощью энергии нашего светила. Тем не менее, ему пришлось приземлиться сразу же после захода солнца. Как и все подобные аппараты, он также сделан из современных легки материалов, весит всего лишь 2,5 килограмма, размах его крыльев с прикрепленными на него 216-ю солнечными батареями составляет 3,2 метров.

9. Солнечный Челленджер (Solar Challenger)

www.donaldmonroe.com

Управляемый человеком самолет на солнечных батареях весит около 93 килограммов и обладает мировым рекордом в по дальности, высоте и длительности полета. Он пробыл в небе в течение 5 часов и 23 минут, преодолев за это время путь в 262 километра от аэропорта Corneille-en-Verin, расположенного к северу от Парижа до королевской военно -воздушной базы в Мэнстоне, Великобритания.

10. Следопыт со знаком плюс (Pathfinder Plus)

Изначально этот летательный аппарат назывался просто "Следопыт", однако его последователь, солнечный самолет Pathfinder Plus приобрел новую центральную панель на крыльях, что увеличило размах крыльев до 37 метров. Снабженный высокоэффективными солнечными батареями нового поколения, равно как и другими усовершенствованиями, Pathfinder Plus все же достиг цели, пролетев 24,5 километра.