ПРИМЕНЕНИЕ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ В АВИАЦИИ (статья). Статья. ПРИМЕНЕНИЕ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ В АВИАЦИИ. Применение солнечных батарей в авиации
 Скачать 31.85 Kb.
|
|
ПРИМЕНЕНИЕ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ В АВИАЦИИ Поляков Данила Антонович, ГБПОУ ВО «Воронежский политехнический техникум», г. Воронеж, Воронежской обл. Научный руководитель: Щербакова В.В. Автор раскрывает тему развития самолётов, работающих на энергии солнца, обсуждает об их достоинствах и недостатках солнечных батарей, представляет характеристики проектов. Солнечная энергия в сознании рядового потребителя пока же еще ассоциируется со ставшими уже обычными панелями на крышах, позволяющими обрести энергонезависимость и, в кое-каких случаях, не слишком заметно снижающих счета за электроэнергию. Солнечная батарея — группа фотоэлектрических преобразователей — полупроводниковых приборов, напрямик модифицирующих солнечную энергию в неизменный электрический ток, в отличие от солнечных коллекторов, производящих нагрев материала-теплоносителя. Солнечные батареи имеют выдающиеся качества: обильность, постоянство, экологическая чистота, доступность, бесшумность, широкий район использования, не настоятельно просят припасов горючего. Кроме выдающихся качеств солнечные батареи имеют и изъяны: понижение производительности в облачную погоду и надобность в аккумулировании энергии. Только общее внедрение бессчётных разработок ученых-исследователей в области авиации, авто- и кораблестроения и других иных актуально весомых областей человеческой жизнедеятельности позволят сказку сделать бывальшиной, осуществляют в жизнь футуристические идеи применения солнечной энергии в обмен обычных углеводородных видов горючего. Разработанные в последнее время и прошедшие удачную апробацию прототипы солнечных приборов считаются ещё одним шагом к «солнечному» грядущему всякого из нас. 4 ноября 1974 года возможно считать началом эпохи солнечной авиации. Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) с солнечной энергоустановкой Sunrise I, в первый раз поднялся в небо с полигона военной базы Форт-Ирвин в Калифорнии. Тысяча фотоэлементов было установлено на крыльях беспилотника. Вес летательного аппарата составлял 12 кг при размахе крыльев 9,75 м, а предельная высота взлета в безоблачный день — 6100 м. Всего через год создателями Sunrise I, американской фирмой Astro Flight, был сооружен усовершенствованный образец БПЛА на солнечной тяге — Sunrise II, оборудованный уже 4480 солнечными элементами общей мощностью 600 Вт и весом всего 1,8 кг. При большем значении тяги и значимо наименьшей массе скорость взлёта увеличилась до 6,1 км/час, а практический потолок по предварительным расчетам обязан был составить 23 000 м (в действительности данный размер оказался значительно меньше из-за проблем с управлением). 1980 год стал грядущим рубежом в развитии солнечной авиации. Американской фирмой AeroVironmen были предприняты попытки сотворения пилотируемого самолёта на фотоэлектрических элементах для перелёта из Франции в Англию. Первый разработанный образец оказался неуспешным, но, несмотря на всё вышесказанное второй вариант — Solar Challenger — стал первым в истории самолётом, пролетевшим на солнечной энергии расстояние в 262 км от Парижа до английского мегаполиса Мэнстон. Последующее развитие науки и техники привело к созданию воистину поразительных летающих конструкций, ставших симбиозом наилучших достижений, как авиастроения, так и солнечной энергетики. Длительность полёта передовых беспилотных летательных аппаратов ограничена, в основном, припасами горючего. Перевод на энергообеспечение от солнечных батарей дозволит гораздо увеличить время присутствия в полёте. Фирмой Boeing основывается самый мощнейший из всех имеющих место быть нынче летательных аппаратов — солнечный беспилотный самолёт, даровитый пребывать в воздухе без посадки в течение 5 лет. Три мировых рекорда по длительности и возвышенности полёта для летательных аппаратов собственного класса было установлено оригинальным беспилотным аэропланом на фотоэлементах Zephyr в июле 2010 года. Самолёт Zephyr зарекомендовал самую большую высоту для собственного класса — 21 652 м. Марафонский беспосадочный перелёт над аризонской пустыней на высоте 18,5 метров занял 2 недели. Полёты в ночное время обеспечивались за счёт энергии, скопленной в аккумуляторах в течение светового дня. Самолёт имеет возможность исполнять полеты при температуре находящегося вокруг воздуха от -75 до +40 градусов Цельсия. Данный компактный летательный аппарат весом всего 50 кг и грузоподъёмностью 4 кг ожидается начать применять в практических целях: для исследований за земной поверхностью или же метеорологических изучений. Экспериментальные летательные аппараты, использующие новейшие инженерные решения и современные нетяжелые композитные материалы, обосновывают вероятность применения маленьких двигателей, для работы которых вполне достаточно станет энергии, вырабатываемой солнечными батареями. Инженер швейцарской фирмы SolarFlight (Солнечный полёт) Эрик Рэймонд в сделанном им самолёте Sunseeker II (Ищущий Солнце) для вращения лопастей пропеллеров в полете учитывает внедрение энергии солнечных батарей, а для подъема и посадки, требующих завышенных мощностей, использование питания от аккумуляторов. Солнечные панели интегрированы в крылья и фюзеляж самолёта, покрывая самолёт практически полностью. Складывающиеся лопасти пропеллеров, дают вероятность Sunseeker II планировать при попадании в благоприятные воздушные потоки и тем самым сберегать энергию. 7 апреля 2010 года был осуществлен первый пилотируемый полет на солнечной тяге. Свежие разработки в области авиатехники плотно взаимосвязаны с последними достижениями как в области материаловедения, так и «солнечных» технологий. Управляемый пилотом Маркусом Шерделемом самолёт Solar Impulse провел в воздухе чуть больше часа. Разработчик солнцелёта Бертран Пикар располагался в это время на борту вертолёта, летевшего вблизи. Самолёт Solar Impulse рассчитан на горизонтальный полёт в тёмное время суток и использует при этом энергию, накапливаемую в литиевых аккумуляторах. Впоследствии полёта обнаружилось, собственно что энергии, запасённой в аккумуляторах, хватило бы ещё на 3 часа полёта. В июле 2010 года солнцелёт Solar Impulse совершил первый непрерывный круглосуточный полёт. Характеристики проектов самолётов, использующих энергию солнца, приведены ниже. Характеристики проектов самолётов, использующих энергию солнца
* ̶ значение неизвестно На данный момент необходимой задачей считается создание пилотируемого самолёта, работающего на солнечных батареях, имеющего аккумуляторы с большущим запасом энергии и способность перевозить более нужного груза. Возникновение пассажирских и грузовых самолётов, работающих на солнечной энергии, будет абсолютно вероятным в ближайшем будущем, при условии заслуг разработчиками Solar Impulse и Hy-Brid установленных целей, собственно, что дозволит поменять вид прогрессивной авиации подобно автомобильной промышленности, деятельно передвигающейся в сторону возобновляемой энергетики и «чистых» технологий. Библиографические ссылки
Солнечная батарея [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Солнечная_батарея, свободный. Рекордный полет самолета Zephyr [Электронный ресурс]. URL: https://ria.ru/20101227/314155134.html, свободный. Преимущества и недостатки солнечной энергии [Электронный ресурс]. URL: https://solarelectro.ru/articles/preimuschestva-i-nedostatki-solnechnoj-energii, свободный. |