Home » Letectví » Ze SolarImpulse 2- UAV (DRON)??????

Ze SolarImpulse 2- UAV (DRON)??????

Print Friendly, PDF & Email

SI 2SolarImpulse 2 odpočívá na Hawai až asi do dubna-května 2016. O tom jsme již ostatně psali v jednom z našich nedávných magazínů-AL.

Co a jak se bude dít mimo úpravy chlazení baterií a snad i nového nosníku křídla, to se ještě asi dozvíme trochu dříve.

Je tu ale jiná zpráva o tom, že A.Borschberg pomýšlí na stvoření bezpilotního létajícího stroje, jež by suploval dosavadní systém satelitů. Jestli to bude UAV – umanned aerial vehicle nebo UAS -unmanned aircraft system zatím nevíme. Teď je týmem SI 2 používané   označení dron. 

Připomeňme našim čtenářům co se asi dělo, a ještě to u SI 2 zřejmě neskončilo, na poli využití solární energie k pohonu létajících strojů, aby přírodní prostředí nebylo znovu a znovu zatěžováno emisemi ze spalování fosilních paliv, ať již jde o tuhé, kapalné či plynné fáze. Již dnes, a stále se to zhoršuje, to začíná být principiálně nebezpečné pro život na Zemi. Včera v Paříži skončená celosvětová konference o globálním oteplování je nahlížena s určitými rozpaky.

Nejsou to, z hlediska emisí SO2 a NOX, již například jen tepelné elektrárny a teplárny nebo hutě, či velké strojírenské podniky. Ta doba, kdy bylo ohroženo jen několik tisíc kilometrů čtverečných velké obyvatelné plochy Země ve jménu pokroku, ale hlavně byznysu, začíná snad být minulostí.

Byl jsem shodou okolností  nějakou dobu – asi 7 let, angažovaný na řešení emisí z československých elektráren, které zamořovaly neúnosně obrovskou plochu tohoto státu emisemi kysličníků síry a dusíku. A byl jsem také například svědkem toho jak se například odsiřovacím zařízením elektráren v severozápadních Čechách největší producent elektřiny u nás- ČEZ, dokázal více než 22 let úspěšně bránit.

Bylo to velice znepokojující, jestliže jsem  například měl možnost vidět z letadla ve výšce cca 7 000 metrů jak  kouřová vlečka z vysokého komína elektrárny Chvaletice zamořovala  směrem východním zemský povrch nejprve jemnými frakcemi popílku celou svoji asi 70 kilometrovou trasu, aby pak plynné emise spadly na Jeseníky. Jsou to tisíce tun škodlivin. Byl to odstrašující pohled po těch několik minut  z okénka dopravního letadla.

Takže další nové emise do ovzduší ne, ne a ne a dosavadní jejich množství snížit co nejvíce. To si myslí také já se spoustou jiných obyvatel Země.

V tom je nutné dát za pravdu nejen B.Piccardovi a A.Borschbergovi.

Po této odbočce jsme zpátky u létajících strojů, které by měly atmosféru Země zamořovat stále méně.

Zde je velmi stručný výčet toho co se asi za 45 let ve využití sluneční energie, coby pohonu letadel, událo:

Byl to například legendární Paul Mc Cready, který po úspěších s letadly poháněnými lidskou silou, navrhl v roce 1975 Sunrise II, jemuž panel s 3 920 solárními články poskytl výkon 541 W, což postačilo k dosažení výšky 4 km.

V roce 1980 uletěl Gossamer Penguin s pilotkou Janice Brown ( její hmotnost byla 42 kg) 3 km za 14 minut a 21 sekund.

V roce 1981 uletěl pilot R. Ptacek vzdálenost 261 km, ve výšce kolem 3 300 metrů, za 5 hodin a 23 minut, když využil energie 16 128 solárních článků k průměrné rychlosti letu kolem 64 km/h. Byl to letoun Solar Challenger s rozpětím 14 metrů z Paříže na východní část Anglie, když bylo příznivé sluneční počasí.

Zhruba po 10 letech, kdy byl intenzivně pomocí tří modelů a jednoho prototypu vyvíjen i způsob uchovávání přebytečné denní energie pro noční lety, vznikl šestimotorový bezocasý letoun Pathfinder  o rozpětí 28,5 metru, s,hloubkou křídla 2,4 metru, jehož otcem byl Ray Morgan. V roce 1995 bylo dosaženo výšky 16,5 km a v o rok později na Hawai 21,5 km.

O rok později, tedy v roce 1996, byl dokončen Pathfinder-plus s rozpětím 36,3 metru s osmi motory. V roce 1998 na Hawai překonal tento bezpilotní stroj výšku 24,6 km, když využil nové solární články s 19 % -ní účinností přeměny sluneční energie na elektrickou. U Pathfinderu to byla jen 14 % ní účinnost. Celkový využitelný výkon byl 12,5 kW.

Pak, asi po roce, následoval úžasný skok kupředu v podobě dalšího 14-ti motorového „létajícího prkna“ se jménem Centurion , s rozpětím 61,8 metrů, štíhlostí 26, předpokládanou klouzavostí 23 ve výšce 30 km a s 12 % -ními profily M. Seliga. Solární články poskytovaly motorům, s účinnostmi 93 %, příkon 31 kW. Vrtule nebyly stavitelné.

Centurion NASA - USA

A pak se objevil  osmimotorový Helios s rozpětím 76,8 metrů, hmotností cca 730 kg, s rychlostmi letů kolem 30 km/v ve výškách nad 20 km. Ten dosáhl v roce 2001 výšky 29 km. Bohužel po několika letech skončil na mořském dně na Hawai, když jeho štíhlé křídlo nevydrželo nápor termických proudů v malé výšce nad mořskou hladinou. Bylo to smutné video.

Helios

A teď se vrátíme k SolarImpulse 2 a myšlence A. Borschberga.

Výzkum a vývoj SI 2 trval asi 12 let. Nebyl to, jak plyne z předchozího textu i obrázků, první letoun, který využíval sluneční energie ke svému pohonu. Na internetových stránkách SOLARIMPULSE jsou marketingové informace obsahující například to, že SI 2 má rozpětí jako Boeing 747, hmotnost rodinného auta, výkon jako malý motocykl a že je se svým 72 m velkým rozpětím největší letoun, jaký kdy byl vyroben s tak malou hmotností.

Je to možné to pro širší veřejnost takto napsat, snad jsem to dobře přeložil. Já mu říkám zjednodušeněji „gigantický model letounu“ s jedním pilotem. Takový úspěšný  jednomístný stroj skutečně ještě asi nebyl vyroben.

Připomeňme ještě některé technické a výkonové parametry SI 2.

Na ploše 270 m² – křídlo, trup a VOP je umístěno 1 700 solárních článků s tloušťkou 125 mikronů, které přijmou 340 kWh sluneční energie s účinností 23 % s možností 51 000 nabíjecích cyklů.  LiPo baterie o hmotnosti 633 kg umístěné v motorových gondolách jsou schopny pojmout 260 Wh/kg.

SI 2 po startu na baterie ráno  v 6,00h, kvůli dostatečnému slunečnímu svitu, vystoupá během 12 hodin ve dne do výšky 8 500 m a v noci postupně klesá až na hladinu 1 500 m. Baterie jsou současně dobíjeny, při čemž nastává 4 hodinový klouzavý let do 22,00 hodin .  Pak jsou zapnuty motory využívající energie nastřádané  v bateriích a nakonec se cyklus  od šesté hodiny ranní opakuje znovu každý den.

To se letos povedlo pětkrát za sebou při přeletu Tichého oceánu na Hawai, kde nyní probíhá několikaměsíční přestávka ve snaze odstranit nedostatky v chlazení baterií.

Tak, a co by mohlo být dále?!

S tím snad přišel A. Borschberg, když se začal zabývat myšlenkou, že solární drony by mohly postupně nahradit satelity obíhající Zemi.

Připomeňme jednou skicou třeba jaká byla asi situace v těchto létajících strojích bez posádky -UAV, někdy v sedmdesátých letech minulého století. To nebyl ještě zvažován pohon solární energií.

Některé zákl. konfigurace UAV - USA

Tento futuristický nápad A.Borschberga předpokládá UAV využívající k pohonu pouze sluneční energie, schopný létat 6 měsíců dostatečně vysoko nad trasami dopravních letadel ve stratosféře nad mraky a atmosférickými srážkami v poměrně klidném ovzduší, které se zde nachází.

UAV by se po 6 měsících pravidelně měnily, aby mohly být například vyměněny baterie a provedena nezbytná údržba.

Podle nám neznámého zdroje se má jednat o desetibilionové částky EUR za využivání dronů všelijakými operátory.

Je to možné,….není to možné….?? Kdo ví?!

Pohlédněte na několik dřívějších odstavců tohoto článků o výsledcích Američanů, o jejichž aktivitách toho není nyní po  nějakou dobu mnoho k zaslechnutí. Možná máme jen omezené zdroje informací.

Zkusme dnes rámcově hypoteticky a proto nedokonale posoudit jakýsi nahodile vybraný dron použitelný k takové činnosti.

Uvažujme užitečný náklad 200 kg, s pohonem kolem 55 kW ze solárních panelů, s účinností vrtulí cca 80 % a s dobou letu 100 až 150 dní.

Ve výšce 10 km by to mohlo být rozmezí rychlostí 73 – 140 km/h, ve výšce 15 km 110 – 200 km/h, ve 20 km nad zemským povrchem pak asi 160 – 300 km/h a konečně v 25 km nad Zemí 240 – 410 km/h.

V těchto výškách by byly očekávané klouzavosti : 11 – 17 ; 12 – 18 ; 10,5 – 16,5  a nejvýše 10 – 16,5.

Tomu bychom možná mohli být schopni přiřadit klesavosti : 1,6 – 2,5 m/sec ; 2,5 – 3,6 m/sec ; 3,6 – 5,5 m/sec a 5,5 – 8,4 msec.

Předpokládaná rychlost stoupání do 10 km by mohla být až asi 3 m/sec a pak dále nahoru již jen 0,2 m/sec s dostupem cca 23 km.

Potřebné výkony vrtulových  pohonů – nejníže 16 – 25 kW ; následně 24 – 37 kW ; pak 39 – 58 kW a v poslední fázi stoupání ještě trochu více.

Nebo to přiblížím jinak příkladem stoupání 2 m/sec, který by vyžadoval výkon 45 – 55 kW a letoun by skončil v letové hladině cca 16 km.  Z této výšky by klesl klouzavým letem za 1 hodinu pouze s využitím energie v bateriích, protože Slunce by nesvítilo, do cca 9 km. A tady již je značný provoz. Navíc aerodynamická jemnost takovéhoto letounu by musela být  skvělá, jinak by skončil na Zemi.

Je takováto myšlenka blouděním ve slepé uličce nebo to není nemožné???!!!

Proč to ale nedokázali Američané již před 20 lety??? Když již byli tak daleko??? Byly to jiné zájmy, peníze, jiná utajená řešení,…?????

Přeji všem našim příznivcům přečkání konce letošního a začátku dalšího roku ve zdraví, duševní svěžesti a ať doletí SI 2 úspěšně zpátky do Abu Dhabi.

14.12.2015                                                                    Jaroslav Lněnička


Leave a comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Archiv