С момента внедрения солнечных источников энергии в жизнь человечества, многие пытливые умы пытались, и пытаются постоянно применить такой вид энергии во всех отраслях жизнедеятельности, где требуется бесплатная энергия. Начав свое развитие самоходных устройств с создания игрушечных прототипов, конструкторы воплотили в жизнь такие идеи как автомобиль и самолет на солнечных батареях.
От идеи до воплощения
В какой именно момент начались разработки летательных аппаратов утверждать трудно. Создание и совершенствование любых автономных движущихся устройств происходило постоянно, с изобретением солнечных батарей. На начальных периодах выглядело это конечно несколько нелепо, так как в то время не было технологий позволяющих сделать световые модули гибким и обтекаемыми.
В автомобиле на альтернативном источнике питания можно использовать отдельные модули, не боясь нарушить аэродинамику, но в авиации этот параметр один из самых необходимых, и чем он лучше, тем меньше энергии будет затрачено на полет. С появлением возможности создавать более гибкие и мощные солнечные модели, началось создание опытных образцов беспилотных летательных аппаратов.
В 1974 году появился первый беспилотник на базе солнечной энергии. Кремниевые батареи в таком аппарате были размещены на верхних плоскостях крыльев. Мощность аппарата оставляла желать лучшего, но это был исключительно опытный образец, и его предназначение было подтвердить или опровергнуть возможность полета на солнечной энергии.
Преимущества солнечного топлива.
Летательный аппарат с блеском справился с поставленной задачей, и в 1980 году успешно стартовал первый пилотируемый самолет на солнечных батареях. Масса летающего аппарата сравнительно небольшая для такой конструкции. Зато запас хода для подобных самолетов достаточно большой, порядка 1000 километров. Но на этом плюсы подобных изобретений не заканчиваются.
Положительные моменты можно сгруппировать в следующие пункты:
- теоретический бесконечный запас хода,
- экономия на бесплатном топливе,
- отсутствие вредных выбросов в атмосферу,
- отсутствие угрозы возгорания от авиационного топлива,
- снижение массы самолета за счет отсутствия жидкого топлива.
Из всех перечисленных пунктов, основными являются – длительность полета и экономия на жидком топливе. Применение солнечных технологий позволят значительно снизить стоимость перелетов.
К сожалению мощности нынешних модулей, не достаточно для поднятия в воздух тяжелых пассажирских самолетов.
Причина кроется в низком КПД батарей.
Именно по это причине, пока что невозможно создать вертолет на солнечных батареях. Площадь поверхности вертолета намного меньше площади крыльев любого самолета. А так как подъемная сила развиваемая двигателем, и винтом вертолета необходима огромная, солнечные модули не справляются с выработкой такого количества энергии. Поэтому, пока КПД альтернативных источников не поднимется на должный уровень, вертолет на солнечных батареях, так и останется несбыточной мечтой многих конструкторов.
Выясняем: когда стоит устанавливать солнечные батареи и как быстро они окупаются?
Летающие аппараты на базе солнечной энергии, часто применяются в игрушках и забавных изобретениях. К примеру, создание детских вертолетов или бабочек на солнечной энергии. Интересным изобретением, пользующимся в последнее время популярностью, стала летающая бабочка на солнечной батареи. Конструкция позволяет механическому насекомому самопроизвольно порхать вокруг искусственного цветка, откликаясь на любое изменение мощности освещения, и регулировать в зависимости от этого свою скорость.
В настоящее время летающая бабочка с солнечным модулем является законченным изобретением, так же как и игрушечные вертолеты на автономных источниках питания. К сожалению, сказать подобное про взрослые аналоги пока не возможно. Очень много не доработок и не до конца продуманных элементов, среди которых выделяется главный фактор медленного развития – это низкий КПД световых батарей, что без сомнения значительно тормозит развитие этого направления в авиации.
