Знание-сила, 2009 № 12 (990) - [2]

По признанию пилотов, маршрут придется выбирать необычайно тщательно, приноравливаясь к любым капризам ветра и солнца. Ведь этой машиной трудно управлять в плохую погоду или же в зоне турбулентности. Стоит подуть встречному ветру, и мощности не хватит. А на большой высоте ветер — обычное дело.

Планируется облететь землю за 20–30 суток. Полет будет разбит на пять этапов; каждый продолжительностью 4–5 суток (все это время летчикам придется практически забыть о сне). Остановки, предположительно, будут сделаны на Гавайских островах, в Китае, Испании. «Конечно, я волнуюсь, — отвечает Пикар на вопрос журналиста. — Но мне гораздо страшнее жить в мире, где каждый час сжигается миллион тонн нефти».

Слабость данного самолета — те самые аккумуляторы: они могут запасти всего 150 ватт-часов энергии на килограмм массы. По этому показателю даже лучшие солнечные батареи не идут ни в какое сравнение с обычным топливом. Так, один литр авиационного бензина соответствует примерно 11 тысячам ватт-часов энергии, что почти в 70 раз лучше.

Да и так ли щедро к летчикам будет солнце? Подсчитано, что в самом благоприятном случае мощность, вырабатываемая тончайшими солнечными панелями, размещенными на крыльях HB-SIA (площадь панелей — 200 квадратных метров), не превысила бы 280 киловатт. Этого хватит, чтобы поднять в воздух небольшой пассажирский самолет типа «Сессна». Но если принять во внимание, что идеальных условий ждать не придется, что погода может быть и пасмурной, что панели имеют определенный КПД, а часть энергии еще и теряется в аккумуляторах, то ясно, что в энергобаланс придется вносить немалую корректировку.

Еще никогда прежде конструкторы не разрабатывали такой большой и легкий самолет, который потреблял бы так мало энергии. Мощность любого из двигателей этой четырехмоторной машины фактически составит около 8 киловатт. В 1903 году братьям Райт хватило этой мощности, чтобы удерживать в воздухе аэроплан в течение 59 секунд. Бертран Пикар намерен облететь на своем самолете весь земной шар. Для сравнения: двигатели аэробуса А340 развивают в полете мощность порядка 7500 киловатт. Немыслимая цифра для солнечного самолета. Неудивительно, что тут каждый метр высоты на особом счету, любое превышение скорости опасно. Даже для такой образцовой модели!

История солнечных самолетов пока сравнительно бедна достижениями. Самые известные предшественники «Солнечного импульса» были в основном беспилотными аппаратами.

• В 1972 году американец Роберт Баучер запустил управляемую модель самолета, впервые оборудованную солнечными элементами. Машина под названием Solaris поднялась в небо на 100 метров и пробыла в воздухе 20 минут.

• Семь лет спустя Gossamer Penguin американца Пола Мак-Криди впервые поднял в воздух человека. Впрочем, машина оторвалась от земли всего на четыре метра.

• Однако уже в июле 1981 года на солнечном самолете Solar Challenger, сконструированном Мак-Криди, был совершен перелет Париж — Лондон (общая протяженность маршрута — 368 километров, максимальная высота полета — 3570 метров).

• В начале 1980-х годов в США, в рамках секретной программы, был разработан солнечный самолет Pathfinder. После нескольких пробных попыток специалисты убедились, что он пока не готов к длительным полетам. Впоследствии работы над ним возобновились. Одиннадцатого сентября 1995 года Pathfinder установил мировой рекорд для самолетов с солнечным приводом, поднявшись на высоту 15 240 метров. Седьмого июля 1997 года он же довел этот рекорд до 21 802 метров.

• Тринадцатого августа 2001 года солнечный самолет Helios, разработанный НАСА и калифорнийской фирмой AeroVironment, поднялся в небо на 29 413 метров. В ясную погоду двигатели этой машины развивали мощность порядка 30 киловатт. Однако в мае 2003 года при испытании солнечных элементов нового типа самолет-рекордсмен разбился в районе Гавайских островов.

Самая, пожалуй, эффективная модель подобного самолета — Icare II — разработана исследователями из Штутгартского университета. Она и удерживает рекорд дальности полета — 350 километров.

Рекорд же пребывания в воздухе — 54 часа непрерывного полета — установил в 2007 году еще один беспилотный солнечный самолет — британский Zephyr (размах крыльев — 18 метров; масса — 31 килограмм).

Так скоро ли будут побиты эти достижения?

Устроим небольшую «передышку» в наших экскурсах в поднебесье. Свои рекорды устанавливают и другие средства транспорта, использующие энергию солнца. Подобные машины можно встретить все чаще.

Так, в Италии и Японии солнечными элементами облицовывают крыши железнодорожных вагонов, и потому кондиционеры и аварийные системы в поездах работают за счет энергии, даруемой небесами.

Недавно была «заново открыта Америка» швейцарским катамараном Sun21 (длина — 14 метров). Отправившись в путь из испанской гавани Чипиона, близ Кадиса, он следовал дорогой Христофора Колумба.

Над собственно лодкой располагался навес из солнечных модулей общей площадью 60 квадратных метров. Полученная энергия питала оба двигателя, причем половина ее накапливалась в аккумуляторах, поэтому судно сохраняло ход в ночные часы или в густом тумане. Его средняя скорость составляла примерно 10–12 километров в час, что соответствует скорости движения парусных яхт.