Самолет на солнечных батареях в полете. Фото ©AFP
В 9 утра в четверг, 8 июля 2010 года, недалеко от швейцарского городка Паерне, что в 50 километрах от Берна, сделал посадку самолет. В этой анонсы не было бы ничего необыкновенного, если б приземлившийся самолет не был первым в мире аппаратом, который сумел выдержать в воздухе больше суток, не используя никакого другого горючего, не считая солнечной энергии.1-ый набросок самолета-рекордсмена Solar Impulse появился относительно не так давно - в 2003 году, а вот население земли шло к идее летающего устройства, для работы которого не надо горючего, очень длительно. Первыми подступами к ней можно считать пробы людей скопировать птичьи крылья и слетать с помощью их, скажем, с колокольни до дома.
Сила ног
Более либо наименее серьезно концепции летательных аппаратов начали разрабатываться в эру Возрождения – в трудах Леонардо да Винчи рисункам и описаниям принципов их деяния посвящен не один десяток страничек. 1-ый самолет, летающий не только лишь на бумаге, был сотворен в 1903 году братьями Райт. "Флаер-1" был изготовлен из еловых досок, обустроен двигателем внутреннего сгорания и летал со скоростью около 43 км в час. Наибольшее расстояние, которое пропархал этот самолет, составляло 60 метров, а высота полета не превосходила 3-х метров.
После фуррора братьев Райт многие их современники стали думать о способности подняться в воздух, не используя движки. В 1912 году племянник основоположника автопроизводителя Peugeot Роберт объявил конкурс на создание мускулолета, который сумел бы пропархать хотя бы один метр. Заслуга за это достижение составляла тыщу франков, а за совершенно уже мистические 10 метров - 10 тыщ франков. В соревновании приняло роль огромное количество изобретателей, но ни какой-то из них не сумел вынудить свое творение оторваться от земли.
Сделать аппарат, способный летать лишь на энергии человечьих мускул, удалось в 1921 году. Спортсмен Габриэль Пулен (Gabriel Poulain) прикрепил к обыкновенному велику два крыла, разогнал получившуюся конструкцию до 40 км в час и смог пропархать при первой попытке 11,72 метра, а при 2-ой – аж целых 12,3 метра. Владелец приза Peugeot не выдумал ничего необычного - фактически все его соперники пробовали перевоплотить в воздушное судно жутко пользующиеся популярностью в те годы велики.
1-ый аппарат, напоминающий современные самолеты на мышечной тяге, появился исключительно в 1935 году. И хотя конструкция не могла без помощи других взмывать – ее приходилось запускать с помощью резиновой "рогатки" - уже в 1-ый год машина пролетела 215 метров, а в 1937 году улучшила собственный итог до 712 метров.
И все-же 1-ые мускулолеты были очень томными для суровых полетов. 1-ый аппарат, способный совершать долгие марш-броски, появился исключительно в 1979 году - сконструированный английским инженером Полом Маккриди (Paul McCready) самолет Gossamer Albatross за 2 часа 49 минут пересек Ла-Манш (его длина ненамного превосходит 35 км), двигаясь со средней скоростью 12,7 километра в час. Поставить рекорд Gossamer Albatross удалось почти во всем благодаря новым синтетическим материалам, которых не было сначала века - самолет весил всего 32 килограмма. Все мускулолеты, последовавшие за Gossamer Albatross, употребляют те же конструкционные принципы, что и "дебютант", разве что хвостовое оперение у их находится сзади (Маккриди расположил его в фронтальной части самолета).
Современные мускулолеты далековато обошли собственных предшественников – рекорд дальности для таких машин составляет 115 км. Но невзирая на то, что соревнования самолетов на мышечной тяге проводятся часто, эти аппараты – быстрее, развлечение, чем суровые инженерные разработки. Совершенно другое дело – самолеты на солнечных батареях. Даровая энергия Солнца не просит чрезвычайного напряжения от пилота, и, не считая того, такие самолеты вообщем можно делать автоматическими.
Сила света
Пол Маккриди. Фото NASA
1-ый пилотируемый самолет, "питающийся" солнечным излучением, был построен создателем Gossamer Albatross - фактически, конкретно этот аппарат и стал макетом самолета Gossamer Penguin. Маккриди просто поменял велосипедный привод на электродвигатель и установил на крылья солнечные элементы. Но повторить фуррор "Альбатроса" "Пингвин" не сумел – во время первых испытаний он вообщем не отрывался от земли на сколько-либо существенное время, а после неких доработок летал не далее, чем на три километра.
Для воплощения реальных полетов мощности "Пингвина" оказалось недостаточно, тогда и Маккриди решил серьезно пересмотреть его конструкцию. Инженер изменил размещение электродвигателя, винта и киля, также прирастил число солнечных частей - в общей трудности их было 16 тыщ. Чтоб расположить на самолете все нужные фотоэлементы, Маккриди пришлось удлинить крыло до 14,3 метра.
Новый аппарат, весивший со всеми своими солнечными элементами всего 56 кг, создатель именовал Solar Challenger (что можно перевести приблизительно как "бросающий вызов Солнцу"). В 1981 году Маккриди на собственной машине преодолел Дуврский пролив - самую неширокую часть Ла-Манша.
Беспилотник на солнечных батареях появился в 1974 году. Самолет Sanrisel был обустроен тысячью солнечных частей, запускался в небо с помощью "рогатки" и достигал высоты 1,2 тыщи метров. Спустя 27 лет разработанные по заказу NASA беспилотники серии Pathfinder смогли подняться на высоту выше 24 км. Основным разработчиком этих аппаратов стала компания AeroVironment, основанная все этим же Маккриди .
Южноамериканский инженер долгие и длительные годы был бесспорным фаворитом в сфере необычного воздухоплавания. И хотя сделанная Маккриди компания продолжает работать и после погибели инженера, наступившей в 2007 году, в ближайшее время у нее появился суровый соперник. Швейцарец Бертран Пикар (Bertrand Piccard) увлекался летающими аппаратами с юношества. В 1999 году Пикар совместно со своим компаньоном Брайаном Джонсом (Brian Jones) сделал 1-ый в мире кругосветный полет на воздушном шаре Breitling Orbiter.
Новый уровень
Пикар серьезно занялся разработкой самолета на солнечных элементах в 2003 году, и уже через два года представил макет машины Solar Impulse на авиасалоне в Ле-Бурже. Тестовые полеты "реального" самолета швейцарский изобретатель (кстати, психиатр по образованию) возлагал надежды начать уже в 2008 году, а в 2010 году Пикар собирался отправиться на собственном детище в кругосветный полет.
Со сроками Пикар несколько не угадал, но воплотить огромную часть из загаданного смог. К 7 июля 2010 года Solar Impulse сделал около 10-ка тренировочных полетов, самый длительный из которых продолжался 14 часов. Все испытания проводились при дневном свете, когда солнечные элементы повсевременно получали энергию.
Основным испытанием для Solar Impulse был должен стать ночной полет. Для хранения солнечной энергии Пикар оснастил самолет аккумами, общая масса которых составляет около 500 кг. Солнечные элементы швейцарского самолета позволяют очень отлично улавливать излучение – к примеру, для того, чтоб использовать лучи, отраженные от земной поверхности либо падающие под очень небольшим углом, понизу крыла находятся фотоэлементы особенного хим состава, отличающегося от стандартного.
Управляющий группы разработчиков самолета Бертран Пиккар. Фото (c) AFP
Всего на Solar Impulse расположено 12 тыщ солнечных частей, при этом они находятся не только лишь на крыле длиной 63,4 метра (это сопоставимо с размахом крыльев Боинга-747), да и на несущих конструкциях самолета. Такое решение позволяет не только лишь "впихнуть" дополнительные фотоэлементы, да и понизить нагрузку на крыло. Все конструкции самолета изготовлены из очень легких и при всем этом крепких углепластиков - Solar Impulse весит, как обычная малолитражка, 1,6 тыщи кг. На нем установлены четыре электромотора мощностью по 10 лошадиных сил каждый.
Solar Impulse отправился в дневной полет 7 июля в 6.51 по местному времени и возвратился вспять в 9 утра 8 июля. Самолетом, который порезал круги над Швейцарией, управлял напарник Пикара Андрэ Боршбер (Andre Borschber). Деньком самолет летал на высоте около 8,5 тыщи метров и даже подымался до 8,7 тыщи метров, а ночкой плавненько снижался, чтоб по минимуму использовать скопленный аккумами ресурс. Практически, в черное время суток Solar Impulse преобразуется в очень действенный планер: за время, нужное самолету для конфигурации высоты на один метр, он успевает пропархать по горизонтали 40 метров. Общее время полета составило 26 часов 9 минут, и по возвращении ресурса аккумов оставалось еще на три часа. Средняя скорость движения составляла около 40 км в час.
Сейчас последующая цель Пикара и Боршбера - кругосветный полет. После настолько удачной демонстрации способностей Solar Impulse, возможно, многие компании направят внимание на проект швейцарца и захочут спонсировать последующие разработки (пока в проект уже было вложено 95 миллионов баксов). Даже если не брать в расчет военные перспективы самолетов на солнечных элементах (хотя тут у беспилотников приметно больший потенциал), экологически незапятнанный транспорт сейчас - это очень стильно. Растущее число доказательств глобального потепления и его антропогенной природы принуждает думать об других видах горючего. Вобщем, получение солнечных частей - это само по себе экологически очень грязное создание, так что инженерам еще предстоит оценить вред и сделать лучше его технологические принципы сотворения этих частей. Но вроде бы там ни было, фуррор Solar Impulse дает повод людям, дальним от экологии и инженерных наук, порадоваться, что небо стало немножко поближе.
Ира Якутенко
ужс я даже не могу представить как это больно 