Satelit atmosfer: drone bertenaga surya. Pesawat stratosfer bertenaga surya SolarStratos Pesawat layang bertenaga surya

Pesawat nyata yang ditenagai panel surya sudah ada. Apakah mungkin untuk membuat dengan tangan Anda sendiri hal yang sama, atau setidaknya analog yang mendekati kenyataan, yaitu model pesawat bertenaga surya yang sepenuhnya otonom dan tidak memerlukan pengisian ulang dari sumber listrik atau penggantian baterai. Artinya, menjadi "terbang" kecil.

Sang master telah maju ke arah ini dengan menciptakan model bergerak dari pesawat bertenaga surya, yang sayangnya hanya mampu terbang secara kondisional, tergantung pada seutas benang.Namun solusi ini menarik minat para perancang pesawat mainan.

Penulis membuat pesawat ini untuk putranya, setelah memutuskan untuk melengkapi alat terbang buatannya dengan panel surya dan motor kecil. Lampu pedesaan berdaya rendah, atau lebih tepatnya isinya, digunakan sebagai generator listrik. Dua panel tersebut dipasang di pesawat. Mesinnya juga ada di dalam lampu ini, yang meniru kepakan sayap kupu-kupu. Lampu ini hanya berfungsi pada siang hari, kurang cocok untuk pengisian daya yang lama, mengingat beban berat berupa mesin.

Pada model pesawat, motor dari lampu digunakan untuk memutar baling-baling. Berkat dipasangnya dua panel surya, cahaya dari lampu meja 40 watt pun memungkinkan baling-baling yang cukup besar untuk ukuran pesawat itu bisa berputar. Seperti yang ditunjukkan dalam video, motor berhasil menggerakkan sekrup ini ketika didekatkan ke bola lampu. Saat mendekatinya, sekrup mulai bergerak dan, karenanya, saat menjauh, sekrup berhenti.

Tali pancing yang mengikat pesawat mencegahnya jatuh; “pesawat” ini sebenarnya tidak akan bisa terbang. Untuk keperluan bermain game dan dekoratif, kombinasi ini cukup bagus. Berbeda dengan model statis, perangkat semacam itu bersifat dinamis, membangkitkan minat, dan memiliki aura energik tertentu. Yang paling menarik adalah pesawat bergerak sepenuhnya secara mandiri; tidak perlu mengisi bahan bakar dengan cara apa pun. Tentu saja, ini hanya akan berfungsi pada siang hari. Dia terbang sangat aktif di balkon, di mana terdapat banyak sinar matahari. Mungkin bagi tanaman yang tumbuh dalam pot di balkon, ventilasi yang diciptakan bidang ini bermanfaat.

Pesawat ditenagai oleh panel surya

Musim panas tahun 2010 akan selamanya tercatat dalam sejarah penerbangan. Berawak pertama pesawat bertenaga surya melakukan penerbangan nonstop yang berlangsung lebih dari sehari. Prototipe unik PESAWAT SURYA HB-SIA adalah gagasan dari perusahaan Swiss Tenaga suryaImpuls dan presiden tetapnya Bertrand Piccard.

Dalam pesannya yang diposting di situs web perusahaan setelah pengujian berhasil pesawat terbang , Picard mencatat: “Sampai saat itu kami tidak dapat sepenuhnya mengandalkan kepercayaan siapa pun. Sekarang kami benar-benar dapat menunjukkan kepada seluruh dunia politik dan ekonomi bahwa teknologi ini berhasil.”

Dini hari tanggal 7 Juli, berkat energi yang dihasilkan 12 ribu sel surya, dipasang pada sayap yang panjangnya lebih dari 64 meter (cukup sebanding dengan dimensi pesawat Airbus A340), sebuah pesawat satu kursi yang tampak tidak biasa dengan berat satu setengah ton lepas landas dari lapangan terbang di Payerne (Swiss). Salah satu pendirinya memimpin Impuls Matahari, pilot dan pengusaha Swiss berusia 57 tahun Andre Borschberg.

“Itu adalah penerbangan paling menakjubkan dalam hidup saya,” katanya setelah mendarat. “Saya hanya duduk dan melihat level baterai meningkat setiap jam dan bertanya-tanya apakah kapasitasnya akan bertahan sepanjang malam. Hasilnya, saya terbang selama 26 jam tanpa setetes pun bahan bakar atau polusi lingkungan apa pun!”

Impuls Matahari- Bukan yang pertama pesawat bertenaga surya, dibangun oleh manusia, tetapi yang pertama melintasi perbatasan antara siang dan malam dengan seorang pilot di dalamnya.

Model PESAWAT SURYA mulai muncul pada tahun 1970an dengan diperkenalkannya sel fotovoltaik pertama yang terjangkau ke pasar, dan penerbangan berawak dimulai pada tahun 80an. Sebuah tim Amerika yang dipimpin oleh Paul McCready menciptakan pesawat Solar Challenger 2,5 kW, yang menghasilkan penerbangan multi-jam yang mengesankan. Pada tahun 1981 ia berhasil melintasi Selat Inggris. Dan di Eropa, Gunter Rohelt dari Jerman mengudara dengan model Solair 1 miliknya, dilengkapi dengan dua setengah ribu sel dengan daya total sekitar 2,2 kW.

Pada tahun 1990, Eric Raymond dari Amerika melintasi Amerika Serikat dengan Sunseeker miliknya. Namun perjalanan dengan dua puluh pemberhentian memakan waktu lebih dari dua bulan (121 jam penerbangan), dan ruas terpanjang sekitar 400 kilometer. Model ditimbang pesawat terbang hanya 89 kilogram dan dilengkapi silikon panel surya.

Pada pertengahan tahun 90-an, beberapa pesawat serupa mengikuti kompetisi Berblinger: mereka dihadapkan pada tugas mencapai ketinggian 450 meter dan bertahan dengan energi matahari sekitar 500 W per meter persegi sayap. Hadiah pada tahun 1996 diberikan kepada model Profesor Voight-Nietzschmann dari Universitas Stuttgart, yang Icare II-nya memiliki sayap energi sepanjang 25 meter dengan luas 26 meter persegi. meter.

Pada tahun 2001, drone surya AeroVironment bernama Helios, yang dikembangkan khusus untuk NASA dan memiliki lebar sayap lebih dari 70 meter, berhasil terbang hingga ketinggian lebih dari 30 kilometer. Dua tahun kemudian, dia mengalami turbulensi dan menghilang di suatu tempat di Samudera Pasifik.

Pada tahun 2005, sebuah drone kecil dengan lebar sayap sekitar 5 meter yang dibuat oleh Alan Cocconi dan perusahaannya AC Propulsion berhasil menyelesaikan penerbangan yang berlangsung lebih dari 48 jam untuk pertama kalinya. Karena energi yang terkumpul di siang hari, pesawat terbang juga mampu melakukan penerbangan malam. Akhirnya, pada tahun 2007-2008, perusahaan Anglo-Amerika QuinetiQ berhasil melakukan penerbangannya pesawat terbang Zephyr selama 54 dan 83 jam. Mobil itu berbobot sekitar 27 kg, lebar sayap 12 m, dan ketinggian terbang melebihi 18 km.

Proyek pesawat bertenaga surya Solar Impulse Saya tidak akan bisa keluar dari jeratan gambar dan sketsa jika bukan karena energi Bertrand Piccard yang tak kenal lelah - dokter, pengelana, pengusaha, dan penerbang pemecah rekor. Namun, tampaknya gen juga membantu.

Kakek inovator Auguste Picard adalah seorang fisikawan terkenal, teman Einstein dan Marie Curie, salah satu pionir ilmu penerbangan dan bawah air, penemu kendaraan laut dalam pertama dan balon stratosfer. Setelah mengatasi ketinggian 15 kilometer dengan balon udara pada awal tahun 1930-an, ia menjadi orang pertama di dunia yang melihat dengan matanya sendiri kelengkungan permukaan bumi.

Kemudian Auguste dirobohkan, dan penemunya membangun kendaraan laut dalam, yang disebutnya batiskaf. Setelah beberapa kali menyelam bersama, putranya Jacques Piccard begitu bersemangat menjelajahi rahasia Samudra Dunia sehingga ia menjadi salah satu pionir yang mengunjungi dasar Palung Mariana (kedalaman 11 km). Kemudian, dengan menggunakan karya ayahnya sebagai dasar, Jacques membangun kapal selam pertama di dunia untuk wisatawan, serta mesoscape untuk menjelajahi Arus Teluk.

Terima kasih kepada ayahnya, Bertrand Piccard, lahir pada tahun 1958, sebagai seorang anak memiliki kesempatan unik untuk bertemu secara pribadi orang-orang luar biasa yang sangat menentukan masa depannya: pilot penyelamat terkenal Swiss Hermann Geiger, yang dengannya dia melakukan penerbangan pertama melintasi Pegunungan Alpen, mencatat -penyelam pemecah Jacques Mayol , yang mengajarinya menyelam di Florida, salah satu pilar astronotika dunia, Wernher von Braun, yang memperkenalkannya kepada astronot dan karyawan NASA.

Pada usia 16 tahun, kembali dari Florida setelah kursus praktis menyelam di laut dalam, Bertrand melakukan perjalanan udara pertamanya, menemukan pesawat layang gantung. Tak heran jika dialah yang segera menjadi salah satu pionir olahraga ini di Eropa. Bertahun-tahun kemudian, Picard tidak hanya menjadi pendiri Federasi Hang Gliding Swiss dan instruktur profesional, tetapi juga mencoba segala kemungkinan: akrobat udara, balon udara, terjun payung. Beberapa kali Picard menjadi juara Eropa dalam olahraga ini, dan akhirnya, ia menjadi orang pertama yang terbang di atas Pegunungan Alpen Swiss-Italia dengan pesawat layang gantung bermotor.

Tak terasa, hobi “airy” itu pun menjadi laboratorium profesional baginya. Tertarik dengan perilaku orang-orang dalam situasi ekstrim, Picard masuk ke departemen psikiatri dan beberapa tahun kemudian menerima gelar doktor dari Fakultas Kedokteran Universitas Lausanne di bidang psikoterapi, setelah itu ia membuka praktik sendiri. Subjek yang menarik bagi Bertrand adalah teknik hipnosis medis: ia menerima pengetahuan yang hilang baik di universitas-universitas di Eropa dan Amerika, serta dari para pengikut Taoisme di Asia Tenggara.

Ketertarikan inilah yang membawa Picard kembali ke angkasa. Pada tahun 1992, Chrysler menyelenggarakan perlombaan balon udara transatlantik pertama, yang disebut Chrysler Challenge. Penerbang Belgia Wim Verstraaten mengundang Picard sebagai co-pilot - dia yakin bahwa memiliki psikoterapis yang mahir dalam hipnosis dapat menjadi keuntungan yang baik dibandingkan tim lain. Dan itulah yang terjadi. Awak Verstraten dan Picard dengan mudah menyelesaikan maraton dan memenangkan perlombaan bersejarah, mendarat di Spanyol setelah penerbangan lima hari sejauh lima ribu kilometer.

Bagi Picard, penerbangan bukan sekadar sebuah wahyu, tetapi juga cara baru berinteraksi dengan alam. Setelah 18 tahun terbang layang, ia memiliki impian baru - terbang keliling dunia tanpa motor atau kemudi, mengandalkan kemauan angin.

Dan mimpi itu menjadi kenyataan. Meski bukan pada percobaan pertama. Sponsornya adalah produsen jam tangan Swiss Breitling dan Komite Olimpiade Internasional. Pada tanggal 12 Januari 1997, setelah tiga tahun persiapan, sebuah balon bernama Breitling Orbiter lepas landas dari sebuah lapangan terbang di Swiss, namun karena masalah teknis, balon tersebut mendarat dalam waktu enam jam. Breitling Orbiter 2 lepas landas pada bulan Februari 1998, namun sekali lagi gagal mencapai tujuannya. Kali ini pemberhentian terjadi di Burma, setelah pihak berwenang Tiongkok menolak menyediakan koridor udara bagi Picard. Penerbangan ini merupakan perjalanan balon terpanjang dalam sejarah (lebih dari sembilan hari), namun tujuannya masih belum tercapai.

Terakhir, balon ketiga meninggalkan Swiss pada Maret 1999 dan mendarat di Mesir setelah penerbangan terus menerus yang berlangsung hampir 20 hari dan menempuh jarak lebih dari 45 ribu kilometer. Dengan perjalanannya yang belum pernah terjadi sebelumnya, Piccard memecahkan tujuh rekor dunia, memperoleh beberapa gelar ilmiah kehormatan dan dimasukkan dalam ensiklopedia bersama ayah dan kakeknya yang terkenal.

Breitling Orbiter 3 bertempat di Smithsonian Air and Space Museum di Amerika Serikat, dan Bertrand Piccard menulis beberapa buku dan menjadi tamu sambutan di berbagai ceramah dan seminar.

Pada tahun 2003, Picard yang tak kenal lelah mengumumkan upaya baru yang lebih ambisius, yaitu menciptakan pesawat berawak. pesawat bertenaga surya, mampu terbang keliling dunia. Beginilah proyek itu muncul Tenaga suryaImpuls.

Mitra Picard dan CEO perusahaan yang tak tergantikan adalah pilot dan pengusaha Swiss Andre Borschberg. Ia lahir di Zurich, lulus dalam bidang teknik dari Institut Politeknik Federal Lausanne (EPFL), menerima gelar dalam bidang manajemen dari Institut Teknologi Massachusetts yang legendaris, dan sejak itu telah mengumpulkan pengalaman luas sebagai pendiri dan manajer berbagai macam bisnis. proyek. Selain itu, sejak usia dini Andre tertarik pada penerbangan - ia belajar di sekolah Angkatan Udara Swiss dan menerima lebih dari selusin lisensi yang memberikan hak untuk menerbangkan pesawat dan helikopter secara profesional dari semua kategori yang memungkinkan.

Borschberg bekerja selama lima tahun di salah satu perusahaan konsultan terbesar di dunia, McKinsey, setelah itu ia mendirikan dana ventura sendiri, meluncurkan dua perusahaan teknologi tinggi, dan mendirikan yayasan amal.

Pada tahun 2003, di Lausanne, Picard dan Borschberg melakukan studi pendahuluan yang mengkonfirmasi kelayakan teknik dasar penerapan konsep Picard. Perhitungan mengkonfirmasi hal itu untuk dibuat pesawat terbang pada bertenaga surya secara teoritis mungkin. Pada bulan November 2003, proyek ini secara resmi diluncurkan dan pengembangan prototipe dimulai.

Sejak tahun 2005, Royal Institute of Meteorology di Brussels telah melakukan simulasi uji coba penerbangan virtual pesawat model dalam kondisi nyata di bandara Jenewa dan Zurich. Tugas utamanya adalah menghitung rute optimal, karena lama berada di bawah awan yang menutupi matahari, PESAWAT SURYA tidak dapat. Dan akhirnya, pada tahun 2007, produksi pesawat tersebut dimulai.

Pada tahun 2009, anak sulung HB-SIA sudah siap untuk uji penerbangan. Dalam proses pembuatan desain, para insinyur menghadapi dua tugas utama. Hal itu perlu untuk meminimalkan beban pesawat terbang , sekaligus mencapai ketersediaan dan efisiensi daya maksimum. Tujuan pertama dicapai melalui penggunaan serat karbon, “pengisian” yang dirancang khusus dan dengan membuang semua hal yang tidak perlu. Misalnya, kokpit tidak memiliki sistem pemanas, sehingga Borschberg harus menggunakan pakaian termal khusus.

Persoalan utamanya, karena alasan yang jelas, adalah persoalan memperoleh, mengumpulkan, dan memanfaatkan energi surya secara optimal. Pada siang hari, setiap meter persegi permukaan bumi menerima sekitar seribu watt, atau 1,3 "tenaga kuda panas". Fotosel seluas 200 meter persegi dengan efisiensi 12% menghasilkan energi sekitar 6 kilowatt. Apakah ini terlalu berlebihan? Anggap saja Wright bersaudara yang legendaris memiliki jumlah yang sama pada tahun 1903.

Permukaan sayap pa PESAWAT SURYA Lebih dari 12 ribu sel dipasang. Efisiensinya bisa lebih tinggi - setara dengan panel yang dipasang di ISS. Namun sel yang lebih efisien juga memiliki bobot lebih besar. Dalam kondisi gravitasi nol, hal ini tidak berperan (sebaliknya, ketika mengangkat ladang energi ke orbit menggunakan “truk” luar angkasa). Namun PESAWAT SURYA Picara harus terus terbang di malam hari menggunakan energi yang tersimpan di baterai. Dan di sini setiap kilogram ekstra memainkan peran penting. Sel surya ternyata merupakan komponen mesin yang terberat (100 kilogram, atau sekitar seperempat berat pesawat), sehingga mengoptimalkan rasio ini menjadi tugas tersulit bagi tim teknik.

Akhirnya, aktif PESAWAT SURYA memasang sistem komputer on-board unik yang mengevaluasi semua parameter penerbangan dan memberikan informasi yang diperlukan kepada pilot serta awak darat. Total insinyur Tenaga suryaImpuls Selama pelaksanaan proyek, sekitar 60 solusi teknologi baru di bidang material dan energi surya telah diciptakan.

Pada tahun 2010, penerbangan uji pertama dan sangat sukses dimulai, dan pada bulan Juli Andre Borschberg melakukan penerbangan bersejarahnya sepanjang waktu.

“Pada pagi hari, baterainya masih terisi sekitar 10 persen,” kata Borschberg yang terinspirasi. “Ini adalah hasil yang luar biasa dan sama sekali tidak terduga bagi kami.” Pesawat kita seukuran pesawat terbang dan beratnya sama dengan mobil, tetapi tidak menggunakan energi lebih banyak daripada moped. Ini adalah awal dari era baru, dan bukan hanya di industri penerbangan. Kita telah menunjukkan potensi energi terbarukan: jika kita bisa terbang dengannya, kita bisa melakukan banyak hal lainnya. Dengan bantuan teknologi baru, kita mampu mempertahankan standar hidup seperti biasa, namun mengonsumsi energi jauh lebih sedikit. Lagi pula, kita masih terlalu bergantung pada mesin pembakaran internal dan harga sumber daya!”

HB-SIA– data teknis prototipe

• Ketinggian penerbangan - 8.500 m
• Berat maksimum - 1.600 kg
• Kecepatan jelajah - 70 km/jam
• Kecepatan minimum - 35 km/jam
• Lebar Sayap - 63,4 m
• Luas sayap - 200 sq.m
• Panjangnya - 21,85 m
• Tinggi - 6,4 m
• Tenaga pembangkit listrik - 4×7,35 kW
• Diameter sekrup pembangkit listrik adalah 3,5 m
• Berat baterai - 400 kg
• Efisiensi sel surya (11.628 monokristal) – 22,5%

Melakukan penerbangan surya masa depan? Tentu saja, janji Borschberg. Pada tahun 1903, Wright bersaudara yakin bahwa melintasi Atlantik dengan pesawat adalah hal yang mustahil. Dan 25 tahun kemudian, Charles Lindbergh berhasil terbang dari New York ke Paris. Butuh waktu tahun yang sama untuk menciptakan pesawat 100 kursi pertama. Tim Picard dan Borschberg baru berada di awal perjalanan, kecepatan maksimum prototipe kerja tidak lebih dari 70 kilometer per jam. Namun langkah pertama telah diambil.

Namun, di Tenaga suryaImpuls sudah tahu apa yang akan terjadi selanjutnya. Pada tahun 2012-2013, prototipe PESAWAT SURYA HB-SIB, dengan peralatan yang diperbarui dan tekanan kabin yang konstan, siap melakukan perjalanan keliling dunia pertama dengan sayap surya. Rentang permukaan pengangkatan akan menjadi sekitar 80 meter - lebih besar dari rentang pesawat modern mana pun. Penerbangan tersebut diperkirakan berlangsung di ketinggian 12 kilometer. Benar, hal itu tidak akan berlangsung terus menerus. Pergantian awak dua pilot akan membutuhkan lima pendaratan. Lagi pula, penerbangan dengan kecepatan linier yang masih rendah akan memakan waktu lebih dari tiga hingga empat hari.

Meski begitu, proyek Picard menginspirasi optimisme. Mungkin, dalam beberapa dekade, maskapai penerbangan akhirnya akan berhenti mengulangi mantra sakramental bahwa “minyak akan habis.” Akankah ini berakhir? Jadi itu bagus. Kami tidak akan terbang dengan minyak tanah, tapi dengan energi matahari!

Sumber: https://www.kp.ru/daily/26676/3699473/

Saat ini Anda tidak akan mengejutkan siapa pun dengan perangkat bertenaga surya. Meski demikian, uji terbang pertama pesawat stratosfer bertenaga surya SolarStratos, yang berlangsung pada 5 Mei, bisa disebut sebagai peristiwa penting.

Apa perbedaan SolarStratos Swiss ini dengan pesawat layang surya lainnya, yang terkenal karena mampu mengelilingi dunia dengan 16 pendaratan dalam satu tahun? Atau dari peralatan bertenaga surya milik Fedor Konyukhov, yang berniat terbang mengelilingi Bumi tanpa mendarat dalam 120 jam?

Bedanya, SolarStratos dirancang untuk ketinggian yang lebih tinggi. Jika Fedor Konyukhov berencana mendaki 16 kilometer, maka pesawat stratosfer Swiss dirancang untuk penerbangan di ketinggian 25 kilometer ke atas. Belum ada keadaan tanpa bobot di sana, namun para ahli menyebut lapisan stratosfer ini sudah berada di dekat luar angkasa. Perkembangan kawasan ini dinilai merupakan arah yang sangat menjanjikan. Faktanya adalah di sini Anda dapat meluncurkan satelit komunikasi atmosfer, yang beberapa kali lebih murah daripada satelit luar angkasa. Atau satelit pengawasan, tidak hanya menghemat uang, tetapi juga memberikan informasi yang lebih akurat. Memang, dari ketinggian 20-30 kilometer, misalnya, batas kebakaran hutan dapat ditentukan dengan lebih akurat daripada dari orbit dekat Bumi (lebih dari 160 km).

Ngomong-ngomong, belum lama ini Rusia mulai menguji satelit atmosfer bertenaga surya Sova. Tapi ini adalah drone kecil dengan berat 12 kilogram dan lebar sayap 9 meter.

Dan SolarStratos adalah pesawat stratosfer dua kursi pertama di dunia. Beratnya 450 kilogram, panjang badan pesawat 8,5 meter, lebar sayap 25 meter. Apalagi, permukaan seluas 22 meter persegi ditempati oleh panel surya.

Pada musim semi, Administrasi Penerbangan Sipil Federal Swiss memberikan izin kepada manajer proyek SolarStratos, Rafael Domian, untuk melakukan uji penerbangan. Dan pada awal Mei, pesawat ajaib itu melakukan penerbangan pertamanya. Pilot uji coba Damian Hichier mengangkat perangkat tersebut ke ketinggian 300 meter dalam penerbangan singkat selama 7 menit. Pesawat akan mulai naik ke stratosfer ketika para perancang yakin bahwa perangkat tersebut berfungsi dengan sempurna.

Masalahnya adalah pilot tidak berhak melakukan kesalahan: untuk membuat pesawat seringan mungkin, para insinyur tidak melengkapi kabin dengan sistem untuk menjaga tekanan dan suhu normal. Untuk bertahan hidup pada suhu minus 56 derajat dan tekanan atmosfer puluhan hingga ratusan kali lebih rendah dibandingkan di permukaan bumi, kedua pilot mengenakan pakaian antariksa. Yang menarik: Swiss memilih pakaian antariksa “Falcon” Rusia di antara berbagai pilihan; pakaian ini tidak dimaksudkan untuk berjalan di luar angkasa, tetapi memungkinkannya tahan terhadap kondisi ruang antarbintang. Satu-satunya kelemahan adalah ketidakmampuan menggunakan parasut dalam keadaan darurat. Oleh karena itu, peningkatan tuntutan ditempatkan pada keselamatan pesawat stratosfer.

“Kami sangat senang bisa mendemonstrasikan teknologi kerja yang memungkinkan kami mencapai lebih dari sekadar perangkat yang menggunakan bahan bakar fosil,” kata Rafael Domyan. — Mobil listrik dan tenaga surya akan menggantikan mesin pembakaran internal dari pasar pada abad ke-21. Dan pesawat kami dapat terbang pada ketinggian 25.000 meter dan ini membuka pintu bagi peluang penerbangan komersial bertenaga listrik dan tenaga surya dalam jarak dekat.

Domyan berharap penerbangan ke stratosfer bisa dijual kepada wisatawan.

TTX SolarStratos

• Panjang – 8,5 meter
• Lebar Sayap – 24,9 meter
• Berat – 450 kilogram
• Cadangan otonomi – lebih dari 24 jam
• Penggerak – baling-baling 4 bilah, diameter – 2,2 meter
• Motor – tenaga listrik 32 kW,
• Efisiensi motorik – 90%
• Jumlah pilot – 2
• Tenaga – energi matahari
• Area baterai surya – 22 meter persegi

Pesawat listrik, yang terbang menggunakan energi sinar matahari, merupakan produk satu kesatuan. Masing-masing unit bersifat unik dan dibuat dengan investasi swasta, bukan untuk tujuan pencitraan dan penelitian, bukan dengan tujuan meluncurkan unit tersebut ke dalam produksi massal. Mungkin proyek paling terkenal di bidang aeronautika surya kini sedang dibuat di Swiss - ini adalah pesawat terbang Impuls Surya Dan SolarStratos. Yang pertama, Bertrand Piccard, cucu penemu balon stratosfer, Auguste Piccard, terbang keliling dunia tiga tahun lalu. TENTANG SolarStratos"Loteng" sudah ada - dengan itu pilot Swiss berencana untuk naik ke stratosfer. Pada musim panas 2018, perusahaan Amerika Bye Aerospace menguji keluarga pesawat StratoAirNet Solsa— Pesawat semacam itu, menurut perusahaan, dapat digunakan untuk patroli militer, pemetaan, serta operasi pencarian dan penyelamatan. Perusahaan industri Rusia, ROTEC, memutuskan untuk mengikuti tren global dan juga mulai mengembangkan pesawat “tenaga surya”. Proyek itu diberi nama "Albatross".

Apa yang akan terbang?

Proyek Albatross terdiri dari dua tahap. Yang pertama adalah pembuatan dan pengujian laboratorium fotovoltaik terbang, yang akan mengumpulkan informasi tentang pengoperasian panel surya, perangkat penyimpanan energi, dan sistem lainnya selama penerbangan. Pada tahap kedua, pesawat sebenarnya akan dibangun, di mana pilotnya akan terbang mengelilingi bumi dalam lima hari, tanpa pernah mendarat.

Laboratorium terbang tersebut adalah pesawat layang dua tempat duduk bermotor Jerman Stemme S12, dilengkapi dengan sel fotovoltaik surya, sistem penyimpanan energi hibrida (superkapasitor dan baterai lithium-ion) dan peralatan ilmiah.

“Karena ini laboratorium, kami membutuhkan kualitas aerodinamis yang sangat tinggi agar bisa terbang dalam waktu lama, dan ruang yang cukup untuk menampung peralatan, ditambah kemungkinan penerbangan yang tinggi. Oleh karena itu, dipilihlah sebuah pesawat yang menggabungkan kualitas-kualitas ini,” kata Mikhail Lifshits, Ketua Dewan Direksi ROTEC JSC, kepala proyek Albatross, pilot. — Kualitas aerodinamis pesawat layang 1-53 ini adalah yang terbaik di dunia saat ini. Peralatan - perangkat beban, sistem pengukuran, penentuan posisi - terletak di kompartemen belakang. Segala sesuatu yang berhubungan dengan sains dan pengukuran dibuat di Rusia. Dan platform pengujiannya adalah Jerman.

Evgenia Shcherbina / Chrdk.

Efisiensi aerodinamis secara kasar dapat dianggap sebagai jarak yang dapat ditempuh sebuah pesawat dalam lingkungan yang tenang hanya dengan meluncur sendirian. Nilainya 1-53 berarti pesawat mampu meluncur sejauh 53 kilometer dari ketinggian satu kilometer, turun secara bertahap. Misalnya, seekor elang laut yang mampu menangkap arus udara hangat yang naik dan, berkat arus tersebut, terbang dalam waktu yang lama di atas permukaan laut, memiliki rasio gaya angkat dan gaya tarik 1-20 - lebih besar daripada kebanyakan pesawat terbang. Hanya beberapa pesawat pengebom dan pesawat layang yang dirancang khusus yang dapat meluncur lebih lama daripada elang laut, seperti Voyager, yang melakukan penerbangan pertama tanpa henti dan tanpa pengisian bahan bakar mengelilingi bumi.

Menurut Lifshits, terlepas dari kenyataan bahwa para perancang Albatross memperhitungkan pengalaman dunia dalam menerbangkan pesawat listrik, mereka masih belum memiliki data yang dapat diandalkan tentang bagaimana modul surya dan perangkat penyimpan energi berperilaku dalam berbagai jenis penerangan, pada ketinggian berbeda, dan dalam kondisi berbeda. kondisi iklim, itulah sebabnya kebutuhan akan laboratorium terbang muncul.

— Ada pusat ilmiah dan praktis di St. Petersburg, Vladivostok, Moskow, tetapi di sana elemen fotovoltaik terletak di tanah. Namun berapa banyak yang akan kita kumpulkan pada sudut serang yang berbeda, pada posisi matahari yang berbeda, pada garis lintang yang berbeda, ketinggian yang berbeda, dengan permukaan bawah yang berbeda, pada waktu yang berbeda dalam sehari? Pada dasarnya, tidak ada jawaban yang sistemis. Dan untuk merancang pesawat terbang dengan benar, Anda perlu memiliki dasar perhitungan. Itu sebabnya kami merancang laboratorium terbang. Ini adalah tahap pertama dari proyek ini, dan ini sudah menjadi hal yang unik, karena belum pernah ada penelitian berkualitas tinggi seperti ini di dunia,” kata Lifshitz.

Modul surya untuk pesawat ini akan dibuat oleh sekelompok perusahaan Rusia tingkat. Efisiensinya - 22,5% - tidak setinggi SolarStratos(24,6%), namun lebih tinggi dibandingkan efisiensi baterai silikon monokristalin konvensional (hingga 20%). Namun, menurut Lifshitz, keluaran siang hari dan kemampuan sel untuk beroperasi dalam cahaya menyebar jauh lebih penting untuk penerbangan, karena menyediakan sinar matahari langsung cukup bermasalah. Albatross tidak akan menggunakan fotosel monosilikon konvensional, yang digunakan di pembangkit listrik tenaga surya, melainkan sel heterojungsi, yang lebih efisien dan mampu beroperasi dalam cahaya menyebar. Fotosel semikonduktor serupa digunakan dalam desain pesawat ruang angkasa.

Modul surya dipasang pada permukaan atas dan bawah sayap pesawat layang laboratorium untuk mengumpulkan sinar matahari yang dipantulkan dari permukaan bumi. Kemunculan pesawat masa depan bergantung pada akumulasi data, namun sudah jelas membutuhkan sayap yang besar. Perkiraan lebar sayap pesawat yang selama ini hanya ada di atas kertas adalah 30 meter.

Bagaimana cara terbangnya?

Laboratorium fotovoltaik saat ini sedang menjalani serangkaian pengujian: penerbangan telah dilakukan di area lapangan terbang Severka di wilayah Moskow, tetapi penerbangan ke seluruh Rusia juga direncanakan. Dan mulai Januari 2019, desain pesawat Albatross itu sendiri akan dimulai. Penulis bermaksud melibatkan desainer dari Australia dan Inggris dalam pengembangan mesin tersebut. Albatross akan terbang pada tahun 2020 dan akan dikemudikan oleh pelancong terkenal Rusia Fyodor Konyukhov. Sekarang dia sedang berlatih dan belajar untuk menjadi seorang glider dan pilot pesawat kecil di Belarus.

“Soalnya, saya berusia 67 tahun, dan saya masih belajar,” Konyukhov tertawa. — Pada tahun 2020, ketika saya harus terbang dengan Albatross, saya sudah memiliki banyak waktu terbang dengan pesawat konvensional. Saya tahu langit, saya pernah terbang dengan balon udara keliling dunia.

Pesawat “surya” Rusia akan melakukan penerbangan keliling dunia dengan ketinggian penerbangan pesawat penumpang konvensional—sekitar 11 kilometer. Kecepatan pesawat akan mencapai kurang lebih 200-220 kilometer per jam.

“Di ketinggian masing-masing, kecepatan angin 300 kilometer per jam dan kecepatan kita 200 kilometer per jam - jadi kita akan bergerak dengan kecepatan sekitar 500 kilometer per jam,” alasan traveler.

Konyukhov mengumpulkan data tentang perilaku angin pada ketinggian yang berbeda selama perjalanannya mengelilingi bumi dengan balon udara - data tersebut juga akan digunakan dalam menghitung penerbangan Albatross.

Diasumsikan pada siang hari pesawat akan mencapai ketinggian maksimum, dan pada malam hari akan meluncur beberapa ratus kilometer, mencapai 8-10 kilometer di atas permukaan laut pada pagi hari. Ketinggian yang tinggi untuk terbang diperlukan bukan hanya karena angin kencang, tetapi juga karena tidak ada badai petir pada ketinggian tersebut. Terjebak dalam awan petir sangat berbahaya.

— Saat saya terbang dengan balon udara, saya memiliki sikap berikut: “Pada malam hari Anda harus melihat bintang-bintang, pada siang hari Anda harus melihat matahari. Jika Anda tidak melihat, berarti Anda terjatuh,” kata Konyukhov.

Dia juga berlatih untuk bertahan hidup selama lima hari dalam gerakan jarak dekat di kabin pesawat kecil. Autopilot akan memungkinkan Anda mengalihkan pikiran dan bersantai. Traveler juga akan mendapat diet cairan khusus, ringan dan seimbang. Jika terjadi evakuasi, seluruh pesawat akan diturunkan dengan parasut.

Foto milik layanan pers Skolkovo Foundation

Penerbangan tersebut rencananya akan dilakukan di Belahan Bumi Selatan, karena terdapat terlalu banyak daratan di Belahan Bumi Utara dan, oleh karena itu, negara-negara yang perlu bernegosiasi mengenai penerbangan di wilayah udara mereka, dan ini sulit dilakukan. Jadi sebagian besar perjalanan akan ada lautan di bawah sayap Albatross. Sekarang penulis proyek sedang bernegosiasi dengan pemerintah Australia untuk terbang di atasnya, dan Albatross juga akan terbang di atas Selandia Baru, Chili, Argentina, Brasil, dan Afrika Selatan.

Juga di tahun 2020, pesawat SolarStratos juga akan melakukan penerbangan pertamanya. Namun, menurut Lifshitz, proyek tersebut tidak memiliki persaingan. Pihak Swiss berencana untuk naik ke ketinggian maksimum 25 kilometer, dan penerbangan hanya akan berlangsung beberapa jam. Untuk membuat strukturnya lebih ringan, kabin pesawat tidak akan bertekanan, sehingga pilot akan menghabiskan waktu berjam-jam tersebut dengan pakaian antariksa, yang sedang dikembangkan oleh perusahaan Rusia Zvezda. Albatross akan terbang selama lima hari, dan pilot akan tetap berada di kabin bertekanan tanpa pakaian antariksa.

Mengapa ia bisa terbang?

Menurut Mikhail Lifshits, bagi ROTEC dalam proyek Albatross, yang penting bukanlah komponen finansial, melainkan komponen penelitian.

— Jelas bahwa kami bukanlah pihak pertama yang mengambil proyek semacam itu. Kami mencermati apa yang terjadi di dunia, dimulai dengan Picard, yang terbang keliling dunia. Butuh waktu dua tahun, 17 pendaratan, yang masing-masing melibatkan perbaikan pesawat. Setelah itu ada upaya. Kami tahu tentang proyek-proyek ini dan berteman dengan semua orang sampai tingkat tertentu. Dan hal pertama yang kami putuskan untuk dilakukan adalah memperhitungkan kesalahan mereka. Jangan melakukan banyak kesalahan, melainkan mencoba menjadikan proyek ini lebih terapan, teknis, dan ilmiah,” kata sang pilot.

Menurutnya, tidak ada yang membutuhkan produksi massal pesawat “surya” berawak yang mampu terbang mengelilingi bumi dalam satu waktu. Dari sudut pandang komersial, kendaraan udara tak berawak bertenaga surya lebih menjanjikan.

— Saat ini terdapat banyak proyek satelit atmosfer dan stratosfer bertenaga surya, namun sejauh ini proyek tersebut hanya berjalan sendiri. Kami mencoba membuat pesawat lengkap dengan muatan tertinggi,” jelas Lifshitz.

“Selain itu, dengan bantuan perangkat semacam itu, dimungkinkan untuk menguji beberapa teknologi di bidang perangkat penyimpanan energi, sel bahan bakar, pelapis dan material baru,” tambah Oleg Dubnov, wakil presiden, direktur eksekutif cluster energi. teknologi efisien dari Skolkovo Foundation.

Pencipta Albatross juga berharap keberhasilan proyek ini akan mengangkat gengsi negara dan mendorong pengembangan penerbangan bebas bahan bakar. Mereka berharap di masa depan, pesawat otonom akan menggantikan satelit di sejumlah industri, dan dapat digunakan untuk memantau permukaan lautan, hutan, dan lahan pertanian.

“Penerbangan dan solusi ini akan menunjukkan seberapa banyak energi surya yang dapat digunakan saat ini, apakah waktunya telah tiba, dan apakah teknologi telah mencapai tingkat perkembangan ketika hal ini memungkinkan,” kata Dubnov.

Biaya bahan bakar merupakan salah satu komponen terpenting dalam biaya penerbangan. pesawat terbang. Namun berkat perkembangan seperti Duo Pencari Matahari, di masa depan, mungkin, akan mungkin untuk menghilangkannya sama sekali, dan kendaraan udara, tanpa kecuali, akan menjadi listrik.

Sunseeker Duo merupakan pesawat listrik pertama di dunia yang mampu mengangkut tidak hanya satu orang, melainkan dua orang sekaligus. Itu dibuat berdasarkan pesawat layang seri Jerman Stemme S-10, dilengkapi dengan motor listrik, baterai dan panel surya di sayap.

Pencipta Sunseeker Duo menyebut gagasannya sebagai pesawat listrik tercepat di dunia, meskipun ia tidak menunjukkan kecepatan maksimum pesawat tersebut dapat terbang.