Solarflugzeug

Ein Solarflugzeug ist ein Flugzeug, dessen elektrischer Antrieb ganz oder teilweise mit Energie versorgt wird, die es dank Photovoltaik- Modulen von der Sonne sammelt . Normalerweise auf der Oberfläche des Flügels platziert, wandeln sie die Lichtenergie unseres Sterns in elektrische Energie um . Eine mit den Paneelen verbundene elektronische Schaltung namens MPPT sorgt für eine optimale Nutzung dieser Energie, um den Motor zu versorgen, der diese elektrische Energie über den Propeller in mechanische Energie umwandelt . In den meisten Fällen wird eine Batterie verwendet, um zusätzliche Energie zu speichern, um einen Mangel an Sonne auszugleichen.

Im Vergleich zu fossilen Ressourcen wie Kerosin ist Sonnenenergie unerschöpflich, frei und umweltfreundlich, weist jedoch eine erhebliche Variation in Verbindung mit der Erdrotation (Tag-Nacht-Zyklus) und eine unvorhersehbare Instabilität in Verbindung mit Wolken auf. Es wird nicht für den Luftverkehr verwendet . Die Photovoltaikzellen sind teuer, zerbrechlich und auf einer Flügelkurve schwer zu implementieren. Aufgrund ihres maximalen Wirkungsgrads von derzeit etwa 30% ist eine große Oberfläche erforderlich, um eine geeignete Leistung zu erhalten, und die zur Lagerung erforderlichen Batterien (auch die aus der fortschrittlichen Lithium-Polymer- Technik resultierenden ) sind schwer.

Projekte

Sonnenaufgang ich

Das erste solarbetriebene Flugzeug war die Sunrise I , ein unbemannter Prototyp aus dem Jahr 1974. Sie flog am 4. November 1974 zum ersten Mal über einen Salzsee in Camp Irwin , Kalifornien .

Hergestellt von einem Amerikaner, Robert J. Boucher von der Firma Astro Flight Inc. im Auftrag von DARPA , hat es eine Flügelspannweite von 9,76  m für 12,3  kg .

Der erste Flug 20 Minuten auf einer Höhe von 100 dauert  m , hat es 4096 Solarzellen auf seinem Flügel für eine Leistung von 450  W .

Ein Sandsturm Schaden Sonnenaufgang I .

Sonnenaufgang II

Das zweite Modell heißt Sunrise II . Unbemannter Prototyp, sein Jungfernflug fand am statt12. September 1975 auf einem Salzsee in Camp Irwin, Kalifornien.

Von der gleichen Größe wie die ersten, hat es 4480 Solarzellen auf seinem Flügel für eine Leistung von 600  W .

Nach mehreren Versuchen beschädigt ein Problem mit der Steuerung Sunrise II .

Solaris

1976 baute der Deutsche Fred Militky Solaris, einen unbemannten Prototyp, der 16. August Im selben Jahr machte er mehrere Flüge in einer Höhe von 50 Metern.

Solar One

Dieser Prototyp wurde zwischen 1976 und 1978 hauptsächlich aus eigenen Mitteln von Frederick To und David Williams gebaut und basiert auf dem Modell eines Segelflugzeugs der damaligen Zeit. Das Flugzeug besteht aus möglichst leichten Materialien ( Fichtenholz , Glasfaser, Harz, Aluminium und thermoformbarer Solarfilm ). Aufgrund mangelnder Finanzierung, Zeit und der Schwierigkeit, einen Sponsor zu finden, beschließen die Erfinder, die Anzahl der Solarzellen auf ein Drittel der geplanten Anzahl zu reduzieren. Um den Start zu starten, verwenden sie vor dem Start eine Batterie, die mit den Zellen des Flugzeugs aufgeladen ist. Das Vorhandensein dieser Batterie ist der Grund für eine Kontroverse: Die Kritiker des Projekts behaupten, dass dies dieses Flugzeug nicht zu einem reinen solarbetriebenen Flugzeug macht.

Der erste solarbetriebene Testflug findet am Lasham Flugplatz ( Hampshire , England) am statt21. Dezember 1978.

Der erste offizielle Presseflug fand am statt 13. Juni 1979 mit Ken Stuwart als Pilot.

Die Geschichte der Entstehung des Solar One ist Gegenstand eines Dokumentarfilms in der Reihe "Forgotten Stories of Aviation" mit dem Titel " The Solar- Powered Plane" von Karin Leuthy und Philip Osborn aus dem Jahr 1994.

Gossamer Pinguin

Das 18. Mai 1980Der große Gossamer Penguin, ein modifiziertes Albatros- Modell , war das erste bemannte Flugzeug, das ausschließlich mit Sonnenenergie betrieben wurde. Erbaut von AeroVironment Inc., gegründet von Dr. Paul McCready , hat es eine Flügelspannweite von 22  m und ein Gewicht von nur 31  kg . Der Pilot für diesen ersten Test ist der Sohn des damals 13-jährigen P. McCready .

Eine Evolution namens Solar Challenger (14,3  m Spannweite für 90  kg ) überquerte 1981 den Kanal.

Sonnensucher I.

Im August 1990 durchquerte Eric Raymonds Sunseeker I in einundzwanzig Etappen die Vereinigten Staaten von Ost nach West. Es ist ein Elektromotorsegler, der von siebenhundert Photovoltaikzellen angetrieben wird, die über seine Flügel und sein Heck verteilt sind.

Helios

Helios ist ein Prototyp eines Solarflugzeugs der NASA , der vierten Stufe des ERAST-Programms (nach dem Pathfinder , dem Pathfinder Plus und dem Centurion ).

Das ferngesteuerte Flugzeug brach den Weltrekord für die Höhe im Bereich der nachhaltigen Horizontalfluges, eine Höhe von 96.500 Fuß zu erreichen (ca. 32,16  km ) über den Pazifik auf14. August 2001.

Mit einer Flügelspannweite von über 82 Metern (mehr als eine Boeing 747 ) bei einem Gewicht von knapp 800  kg besteht Helios aus sechs Flügelabschnitten, die durch fünf Gondeln getrennt sind, die als Fahrwerk dienen. Ein 180  m 2 großes Netzwerk von Solarmodulen mit einer Leistung von 35  kW liefert die 14 für den Antrieb erforderlichen Elektromotoren .

Das 26. Juni 2003Diese Drohne stürzt während eines Testfluges in der Nähe der hawaiianischen Insel Kauai im Pazifik ab , ohne Schaden oder Verluste zu verursachen.

Sonnensucher II

Entwicklung des Sunseeker I, der Sunseeker II ist das erste Solarflugzeug, das 2009 die Alpen überquert (von Nord nach Süd, von der Schweiz nach Italien). Diese Überfahrt markiert den Beginn einer Reise durch sechs europäische Länder.

Sonnenimpuls I (HB-SIA)

Solar Impulse ist ein Projekt der Schweizer Bertrand Piccard und von André Borschberg . Es ist ein einsitziges Solarflugzeug, mit dem sie ab 2012 in fünf Zwischenstopps um die Welt fliegen wollen.
Das Flugzeug besteht aus zwei großen Flügeln, die mit etwa 200  m 2 Sonnenkollektoren (dh 12.000 Photovoltaikzellen) bedeckt sein werden. . Die Vorrichtung ermöglicht es , vier Elektromotoren zum Antrieb von 10  hp jedem, und ermöglicht es , die 400 aufzuladen  kg von Lithium-Polymer - Batterien an Bord des Gerätes. Die Flügelspannweite beträgt 63,4 Meter.

Solar Impulse führt seinen ersten erfolgreichen Testflug am durch 7. April 2010Um 8  Uhr  28 GMT ( 10  Uhr  28 französische Zeit) von der Militärbasis Payerne in der Westschweiz. Dieser dauert über eine Stunde.

Das 8. Juli 2010Solar Impulse führt den ersten Tag / Nacht-Flug mit einer Person an Bord durch (dem Piloten André Borschberg). Nach 26  Flugstunden landete  1 GMT Solar Impulse um 19  Uhr auf der Militärbasis Payerne, von wo aus es startete.

Insgesamt haben 70 Menschen sieben Jahre ihres Lebens der Arbeit an diesem Projekt gewidmet.

Von 2010 bis 2013 wurde Solar Impulse 1 (HB-SIA) nach mehreren Missionen in Europa und um die USA von West nach Ost zu durchqueren, eingestellt6. Juli 2013wird es abgebaut und in die Schweiz zurückgeführt.

Solar Impulse (HB-SIA) hat somit mehr als 400  Flugstunden auf seinem Konto.

Das Flugzeug wird von einem Sponsor gekauft und der 31. März 2015, Solar Impulse 1 (HB-SIA) wird bis in der Cité des Sciences et de l'Industrie in Paris ausgestelltDezember 2016.

Solar Impulse II (HB-SIB)

Das 9. April 2014Die offizielle Präsentation des zweiten Solar Impulse 2- Prototyps (HB-SIB) findet auf dem Militärflugplatz Payerne in der Schweiz statt.

Hat Abu Dhabi verlassen 9. März 2015der Solar Impulse 2 Prototyp (HB-SIB) umkreist die Erde in 17 Stufen und die26. Juli 2016 Er ruht sich in Abu Dhabi aus.

Der Solar Impulse 2- Prototyp (HB-SIB) befindet sich derzeit in einem Hangar in Abu Dhabi in Bereitschaft .

SolarStratos

SolarStratos ist ein Abenteuer, das offiziell in initiiert wurdeMarz 2014vom Schweizer Öko-Entdecker Raphaël Domjan .

Es ist ein zweisitziges Solarflugzeug von Calin Gologan, mit dem Domjan und sein Team einen absoluten Höhenrekord erzielen wollen. Die Mission Am Rande des Weltraums soll es Raphaël Domjan ermöglichen, über 80.000 Fuß zu erreichen. Das Projekt hat seinen Sitz in Yverdon-les-Bains in der Schweiz .

Anmerkungen und Referenzen

  1. (in) Jenifer Warren und Edith Stanley , "  Reise vorbei, flaches Sonnenlicht findet in der Sonne statt  " , latimes.com ,5. September 1990( ISSN  0458-3035 , online gelesen , abgerufen am 4. Februar 2017 )
  2. (in) "  Der bürstenlose Gleichstrommotor von lnland ist der erste solarbetriebene transkontinentale Flug  " , Power Subjects , Vol.  2, n o  1,Juli 1991
  3. (in) "  Solarbetriebener Sunseeker II überquert die Alpen  " , auf fai.org ,5. Mai 2009(abgerufen am 6. Mai 2017 )
  4. (in) "  Sunseeker II - Europatour und erste Überquerung der Alpen  " , auf solar-flight.com (abgerufen am 22. April 2017 )

Siehe auch

Zum Thema passende Artikel

Externe Links