Соларни импулс

Из Википедије, слободне енциклопедије
Соларни импулс
Flea Hop HB-SIA - Solar Impulse.jpg

Соларни импулс

Опште
Намена Истраживање и развој
Посада 1
Произвођач фр. École Polytechnique Fédérale de Lausanne
Први лет 3. децембар 2009.
Димензије
Дужина 21,85 m
Размах крила 63,40 m
Висина 6,40 m
Површина крила 200 m²
Маса
Макс. тежина при узлетању 1 600 kg
Погон
Клипно-елисни мотор 4 х електро
Снага 7,46 kW
Перформансе
Макс. брзина на Hopt 70 km/h
Плафон лета 8 500 m
Портал:Ваздухопловство

Соларни импулс је први експериментални пилотирани авион са соларним погоном. Има за циљ да се са њим оствари непрекидни лет дању и ноћу, без горива и загађивања средине. Погон је са електричним моторома, који се напајају са електричном енергијом добијеном из соларне, тако да може у непрекидном лету, облетети куглу земаљску. Развој Соларног импулса, почео је 2003. године, захваљујући двојици пилота, Бертранду Пикарду и Андреу Боршхбергу (фр. Bertrand Piccard et André Borschberg).[1]

Идеја и програмирање реализације[уреди]

Фазе развоја[уреди]

  • Идеју о пројекту Соларног импулса изнео је Бертранд Пикард, 1999. године.
  • Изводљивост програма и изнете идеје потврдио је Андре Боршхберг, 2003. године. Изјавивши да је то велики изазов.
  • Концепција се развијала у периоду од 2004. до 2006. године.
  • Пројектовање и израда прототипа, реализовано је од 2007. до 2008. године.
  • Промоција програма и прототипа је било 26. јуна 2009. године. Пробни лет је реализован 7. априла 2010. године, у 10 часова и 27 минута, на војном аеродрому у Пајерну, у трајању од 87 минута.
  • У току 7 и 8. јула 2010. године, реализован је лет у трајању од 26 часова и 9 минута (укључујући и ноћ). Тада је постигнута просечна брзина од 42,6 km/h и висина од 8 534 m.
  • Планирана је изградња другог прототипа у периоду од 2010. до 2011. године.
  • Припрема се прелет преко Атлантика и око света, за период 2011—2013. године.[2][3][4][5]

Визија[уреди]

Сагледавају се вишеструки ефекти реализације програма Соларног импулса, од резултата научних мултидисциплинарних истраживања, па до користи од ширег анимирања за предузимање интезивнијих напора у коришћењу алтернативних извора енергије и очувања природе. На земљу се емитује енергија еквивалента снаге од 1 000 W/m2, сунчеве светлости. У току једне обданице од 24 сата, просечно то простирање сунчеве енергија је од 250 W/m2. Са 200 m2 фото–напонских ћелија и ефикасности трансформације од 12 %, добија се погонска енергија од 6 kW. [a]

Велики технолошки изазов је да се детаљније изучавају и зауставе климатске промене, да се направи индустријска иновација и постигну нови спортски ваздухопловни рекорди. У томе смислу, овај програм симболизује посебан вид акције, у борби да се смањи емисија штетних гасова кроз коришћење обновљивих извора енергије. Са програмом Соларни импулс, коришћена су постојећа решења и стварају се нова, рационалнија. Дакле, то је кампања за побољшање енергетске ефикасности, на пример, постигнуто је технолошко побољшање фото–напонских ћелија на бази дневног светла.[3][6][7][8]

Изазов[уреди]

Програм Соларног импулса је револуционарни концепт, који ће померити границе познавања материјала, енергије и управљање у сегменту везе човек - машина. То је уређај који на скали несразмерности своје масе и аеродинамичког квалитета јесте јединствен у ваздухопловству до данас. Способан је, упркос своје мале масе, а и веома је отпоран на оптерећења.

За градњу његове структуре користе се најнапредније технологије, што стимулише научна истраживања у области композитних материјала и метода производње, такође доприноси развоју принципа за обнављање и складиштење алтернативне енергије. Ови резултати се могу користити како у изградњи авиона, тако и у многим другим апликацијама корисним за човечанство.

Соларни импулс није први авион са погоном помоћу соларне енергије, али до сада ни са једним, од његових претходника, није се успело да се са пилотом лети и целу ноћ. Такође летење авиона без аутопилота захтева опрезност и већу умешност. Авион Соларни импулс не сме правити већи нагиб на крило од 5 °, због веома великог његовог размаха. Ако ово пилот не би успео да контролише и да заустави нагињање летелице на крило, ситуација би била критична.

Да би се постигло да овакав авион полети и лети самостално дању и ноћу, са искључивим погоном са соларном енергијом, без горива које загађује околину, морају се примењене технологије строго држати у својим апсолутним ограничењима.[6]

Модел0249.JPG Piccard - Solar Impulse.jpg
Идејно графичко и физичко моделирање концепције решења за Соларни импулс.

Развој[уреди]

Прототипски развој[уреди]

Први пробни лет („скок“), направљен је 3. децембра 2009. у Дубендорфу.

Први прототип авиона Соларни импулс, реализован је са масом од 1 600 kg са распоном крила од 64 метра и без одржавања притиска у кабини. Имао је за циљ да се докаже постављена хипотеза, да се потврди избор технологија, концепција конструкције и функција целог процеса.

Соларни панели, за погон електромотора са елисама, део су погонског ланца Соларног импулса, оптимизураног за најрационалније могуће обнављање енергије. Соларни импулс, пројектован је за поуздан лет у суровим условима за пилота и материјале свих делова авиона, при лету на великим надморским висинама и при великим ограничењима величине масе за скромну расположиву снагу погона.

Први пут је представљен 26. јуна 2009. године, у швајцарском одмаралишту Дубендорф.

Након што је испитан на земљи, први прави пробни лет („скок“), реализован је 3. децембра са кратким дужином од свега 350 m, са пилотом Маркусом Шердером. Та кратка фаза лета је доказала да је летелица спремна за детаљна летна испитивања.

Прави лет, у трајању преко десет часова, реализован је 7. априла 2010. године. На филму, илустрован је изведени лет 7. јула 2010. године, у трајању цео дан и ноћ.[9][10][11]

Prototype HB-SIA 2.jpg Cockpit HB-SIA.jpg
Делови прототипова Соларног импулса.

Структура и материјали[уреди]

Скелет структуре змаја Соларног импулса, направљена је од композитних материјала (карбон фибер и сендвич саће и композитна кора). Доњака површине крила, пресвучена је са еластичном фолијом, а горњака крила и хоризонталног репа, састоји се од прекривке, направљене од соларних ћелија.[6][11]

Соларни импулс 1.jpg
Илустрација конфигурације пилотиране летелице Соларни импулс.

Погон[уреди]

Под крилима, интегрисане су четири моторске гондоле, у свакој је уграђен електро–мотор развијен у компанији Етел, 70 батерија–акумулатора, систем за управљање са процесом пуњења и пражњења и регулације температуре. Пројектована је изолација, тако да задржи топлоту батерија и обезбеди њихово функционисање, упркос ниским температурама и од -40 ° C, на висини лета до 8 500 m. Сваки мотор има максималну излазну снагу од 7,36 kW. Двокрака елиса је пречника од 3,5 m, обрће се брзином од 200-400 обртаја у минути.[6][11]

Оптимизација ефикасности[уреди]

Соларна енергија се скупља помоћу 11 628 монокристалних силицијумских соларних ћелија (10 748 на крилу, 880 на хоризонталном стабилизатору), димензија 130 х 130 mm. Оне су изабране за обезбеђење енергије, за оптималан однос маса / перформансе летелице Соларни импулс.

Акумулирана електрична енергија, у батеријама, довољна је за напајање мотора у току целе ноћи и обезбеђује непрекидан лет. Маса батерија износи 400 kg, што је више од четвртине укупне масе летелице. Специфични капацитет батерија је 200 Wh/kg. Ово скупо инсталисање акумулације енергије, драстично је условило смањење масе осталог дела летелице, што је тежак компромис у ваздухопловству. То је захтевало посебан критеријум оптимизације њеног целог енергетског ланца, како би се одржала и повећала аеродинамичка ефикасност летелице, у условима високог односа узгонских површина и минималне брзине.[6]

Други прототип[уреди]

Планирано је да се у 2011. години, заврши производња другог прототипа. Он ће имати херметичну кабину, удобну за дуготрајан непрекидан лет, у прелету континента и Атлантског океана.

Полетање авиона за облетање света планирано је за 2013. годину. У току те мисије, планирано је пет заустављања, за промену пилота и за медијске интервјуе и снимке о овој авантури за светску јавност, у шта ће бити укључени политичари и научници. Свака етапа лета ће трајати 3 до 4 дана, што се сматра за максималну подношљивост за једног пилота.[4][5]

Људски ресурси и кооперанти у програму[уреди]

Програм, који је почео у 2003. години, ангажовао је у директно учешће 65 људи у 2009. Поред тога, програм је подржавало око педесет коопераната, истраживачких институција и малих и средњих предузећа.

  • Главни партнери: фр. Solvay, Omega et Deutsche Bank.
  • Званични партнери: фр. Bayer MaterialScience, Altran et Swisscom.

Просветној научној институцији фр. L'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), званични је научни консултант, Алтран и Дасо Авиони.

Званично је Соларни импулс под покровитељством Европске комисије, од априла 2008. године.

Породица Пикард има веома богату истраживачку традицију у области авијације: капсула под притиском и први метеоролошки балон (Огист Пикард), рекорд поринутог батискафа (Јакус Пикард), а први непрекидни лет око света са балоном (Бертранд Пикард).[1][6]

Соларни импулс је завршио свој трансконтинентални лет преко Сједињених Америчких Држава[уреди]

Џиновски авион је слетео на аеродром Џон Ф. Кенеди, пре планираног времена пред поноћ 7. јули 2013. године, због великог оштећења доњаке левог крила, на дужини од 2,5 метра.

Швајцарског пилота Андреа Борчберга сачекао је на аеродрому његов земљак и колега пилот Бертран Пикар, с којим је заједно реализовао овај успешни лет. Њих двојица су триумфално позирали новинарима приликом фотографисања, после успешног лета у коме су се мењали, док су преко континента летели танким авионом с дугим крилима.[12]

Карактеристике[уреди]

Соларни импулс, модел концепције, 2008. године.


Карактеристике Соларног импулса[6]
Плафон лета 8 500 m
Максимална маса 1 600 kg
Брзина крстарења 70 km/h
Минимална брзина 35 km/h
Размах крила 63,40 m
Површина крила 200 m²
Дужина 21,85 m
Висина 6,40 m
Погон четири мотора 4 х 7,36 kW
четири елисе пречника 3,5 метра
Li-Po акумулатори Маса 400 kg
спефични капацитет инергије 200 Wh/kg
Соларне батерије 11 628 монокристалних

фото–напонских ћелија

22,5 %
Постер за Соларни импулс.




















Напомене[уреди]

  1. ^ То је приближан ниво расположиве енергије, са којом су Браћа Рајт први пут полетели 1903. године.[6]

Види још[уреди]


Референце[уреди]

  1. ^ а б „Оснивачи програма“ Приступљено 15. 8. 2010.. 
  2. ^ „Соларни погон“ Приступљено 15. 8. 2010.. 
  3. ^ а б „Соларни импулс“ Приступљено 15. 8. 2010.. 
  4. ^ а б „Лети и ноћу“ Приступљено 15. 8. 2010.. 
  5. ^ а б Први ноћни лет, помоћу соларне енергије, Приступљено 25. 4. 2013.
  6. ^ а б в г д ђ е ж Карактеристике, Приступљено 15. 08. 2010. г.
  7. ^ „Књига о климатским променама“ Приступљено 15. 8. 2010.. 
  8. ^ „Просперитет“ Приступљено 15. 8. 2010.. 
  9. ^ „Лет прототипа“ Приступљено 15. 8. 2010.. 
  10. ^ „Технолошки искорак“ Приступљено 17. 8. 2010.. 
  11. ^ а б в „Први „скок““ Приступљено 17. 8. 2010.. 
  12. ^ Успешан прелет

Литература[уреди]

Спољашње везе[уреди]