Sunseeker I.

Sunseeker I.
Sikló nézet
Építész Eric Raymond
Első repülés 1989
Épített szám 1
Legénység 1
Motorizálás
Motor elektromos
típus DC / DC kefe nélküli
Erő 2,4 kW
Méretek
Span 17,5  m
Hossz 7  m
Magasság 1,3  m
A pilótafülke szélessége 0,53  m
Tömegek és terhelés
Üres tömeg 91  kg
Teljesítmény
Max. Finomság 35
Minimális süllyedési sebesség Kisasszony

A Sunseeker I egy vitorlázó Solar volt, amelyet az 1980-as évek végén tervezett Eric Raymond  (in), és ismert arról, hogy 1990-ben átlépte az Egyesült Államokat.

Fejlődés és jellemzők

Fejlődés

A napsík gyártásának és irányításának ötlete 1979-ben született Eric Raymond számára, még akkor is, ha kezdetben nem volt pontos terve, csupán általános elképzelése volt. A klasszikus (hõmotoros) repülõgépekkel szerzett tapasztalatai arra késztették, hogy a csendes és nem szennyezõ megoldásokat részesítse elõnyben, ami kezdetben természetesen a sikláshoz vezetett.

Miután sikerült a pilot Solar Challenger a AeroVironment , a cég Paul McCready , ő hozta a pilóta a német prototípus, amikor a leggyorsabb napelemes repülőgép a világon (nem egészen 56  km / h ) tömege mindössze 24  kg , és csak 250 watt napenergia szükséges a repüléshez. Eric Raymond szerint ez az élmény késztette arra, hogy saját napsíkjának megépítése mellett döntsön. Az alapító elemek között megszámolja Günther Rochelt Musclair II  (de) nevű gépének , a világ leggyorsabb emberi hajtású repülőgépének ( 37,5  km / h-s csúcsrekord) pilotálásának tapasztalatait is .

1986-ban Eric Raymond Kurt Heinzmann, a Worcesteri Műszaki Intézet  (in) segítségével elkezdte fejleszteni a napelemes repülőgép autójának tervezését . A vontatás minimalizálása érdekében az összes összekapcsolás beépül a törzs belsejébe . Ugyanezen okból a motort a farokba integrált rekeszben is elhelyezik. Hasznát veszi Günther Rochelt segítsége is, aki rengeteg adattal szolgál a kezdéshez, aminek eredményeként a Sunseeker ugyanazokkal a profilokkal és kötelekkel rendelkezik a szárnyak számára. Valójában az elődeivel ellentétben a Sunseekert kicsi szárnyakkal tervezték (rövidebbek és mindenekelőtt gyengébb átlagos húrokkal , amelyek a Sunseekert klasszikus vitorlázónak tűnik), és ezért kisebb napkollektorokkal borított felületet, amely elegendő energiát termel a sík repüléshez, de nem felszálláshoz. Ezért úgy döntöttek, hogy akkumulátorokat használnak a felszálláshoz.

A Sunseeker egy könnyű , szénszálas kompozit köré készült , amely magas hőmérsékletű epoxigyanta mátrixhoz kapcsolódik (a sportidő repüléstechnikája alacsony hőmérsékletű gyantákat használ). A magas hőmérsékletű gyanták használata bonyolultabb, de jobb hőállósággal rendelkezik, ez a fotovoltaikus cellákkal borított repülőgép alapvető jellemzője. A kerámia alapú termékeket gyártó és a szárnyak Nomex méhsejt-szerkezetéhez szükséges anyagokat szállító japán Kanebo vállalat támogatásával egy speciális 7,32 m hosszú kemence  épül, amely biztosítja a 180  ° C-on történő tüzelést . Végső szárnyfesztávolsága 17,50  m , összehasonlítva például a Schempp-Hirth Nimbus 4, a Sunseeker korabeli hagyományos vitorlázógép 26,52  m - jével.

A napelemes sík kulcseleme az áramellátása: a felszállás és az emelkedés során egy akkumulátornak (repülés közben feltöltött) köszönhető, majd csak a sík repüléshez szükséges napelemeknek köszönhetően. A japán Sanyo Electric , a projekt partnere szállítja a hétszáz fotovoltaikus cellát . Az addig tettekkel ellentétben a merev fotovillamos cellák ezek rugalmasak és olyan alakot ölthetnek, mint egy szárnyprofil. Ahol a hagyományos cellák nehéz és merev üveg szubsztrátumot használnak , A Sanyo rugalmas cellái egy fotovoltaikus filmből készülnek, amelyet egy Amorton nevű vékony hordozóra rögzítenek. Ez az oszakai Sanyo kutatóközpont hőre lágyuló polimer hőálló, rugalmas és átlátszó. A cellák akár hatszázszor vékonyabbak, mint a hagyományos fotovoltaikus cellák, amelyek vastagsága huszonegy mikron , 2 grammos egységtömeg mellett, és 5  mm-es hajlítási sugárig hajlíthatók . Ezek a cellák, amelyek teljesítmény-súly aránya tízszer nagyobb, mint a hagyományos celláké, megerősítve Sanyo ígéreteivel, hogy rugalmas napelemeket kínálnak, amelyek hatékonysága eléri a 13,7% -ot, Eric Raymond elképzelése szerint elképzelhető, hogy a repülési napot valósághűvé lehet tenni. és megfizethető. De tényleges hatékonyságuk csak 2,1%, és ilyen körülmények között a rendelkezésre álló felület nem nyújt elegendő energiát a repülés biztosításához. A Sunseeker képességei és a pilótázás módja jelentősen módosul: Eric Raymond kénytelen növelni a szárny területét és elhagyni a saját villamos energiájával hajtott sík repülés gondolatát. A repülőgép szolár kapacitása csak az akkumulátorok feltöltésére használható, és a mászás befejezése után a pilótának a fotovoltaikus energián kívül siklási technikákat kell alkalmaznia a repülés időtartamának és hatótávolságának növelése érdekében. A termáloktól való új függőséggel szemben a csapat két pontot hangsúlyoz: emelést és húzást . Ebből következik, új technikai választás: egy profil Wortmann a szárny, amely biztosítja a jó áramlási lamináris , a hátulsó élei a kanyarban (a) változó, hogy biztosítsa jó teherbíró képességgel kis sebességgel kombinálva a keresztmetszete (a) sík, a nagyobb hatékonyság nagy sebesség. A kezdeti harmincnyolc finomság harmincra csökken a repülőgép vázával és a motorral, nem a kiegészítő súly miatt, hanem azért, mert a sejtek erősen megbontják a szárnyhatároló réteget és zavarják a lamináris áramlást . A kompenzáció érdekében a csapat három nap alatt csökkentette az ellenállást: először átdolgozta a repülőgép kialakítását a frontális terület csökkentése érdekében. Ezután folyékonyabb, aerodinamikusabb alakot kölcsönöz a törzsnek, hogy megőrizze a lamináris áramlást a repülőgép teljes hosszának nagy részén. Végül csökkenti a nacella felületét, így minimalizálja az aerodinamikai veszteségeket.   

A Sunseeker kezdeti kialakításakor 1  LE teljesítményre volt szüksége a felszálláshoz, de a fotovoltaikus cellák hozzáadása ezt az igényt nagymértékben megnövelte. Klans Savier, Kurt Heinzmann és Eric Raymond majd kellett telepíteni egy hatékony és megbízható erősebb motor, honnan 2  hp a 2,5  LE , aminek mindazonáltal, hogy illeszkedjenek a slot a kisebb motor, ami sikerült is elérni. Által decarening meg . A motor megválasztása elsősorban egyenáramú gép , de a faroknyalábba integrálva ez túlságosan felmelegszik. Ezután a választás kefe nélküli motorra vált , és az Inland Motor technikai támogatásával az RBE-3001 modell mellett döntöttek. A hőelvezetés sokkal jobb, és ritkaföldfém mágnesekkel ( szamárium - kobalt ) nagyobb nyomatékot képes biztosítani, mint az AlNiCo mágnesekkel azonos méretű motor . Bár a farokgerendába van integrálva, a motorháztető hűtőbordákkal van ellátva. A kezdetben 76 mm-es méretben  a motor jó hőteljesítménye lehetővé tette méretük (és ezáltal aerodinamikai hatásuk) 19  mm-re történő csökkentését . Ezt a motort úgy tervezték, hogy 3500  fordulat / perc sebességgel működjön, és 80  V feszültség mellett 4,1 N · m nyomatékot nyújtson  . Összehasonlításképpen: az első tesztelt motor 13 000 fordulat / perc sebességgel működött, és 21,66: 1 sebességváltóval kellett összekapcsolni , ahol a kefe nélküli motor csak 5,66: 1 sebességváltót igényel, így kevesebb áramveszteséget okoz., De több elektronikára van szükség (kb. 4  kg ) az egyenáramból az impulzusok előállításához. A Sunseeker-nél a motor 2 lóerővel működik, de Eric Raymond azt tesztelte, hogy megduplázza a teljesítményt anélkül, hogy jelentős túlmelegedést észlelne, valamint olyan hatékonysággal és megbízhatósággal, amely elvarázsolja.   

Végül a napelem - akkumulátor rendszer nem lett volna életképes Alan Cocconi 1987-es feltalálása nélkül: könnyű és hordozható MPPT (a maximális teljesítménypont-nyomkövetőhöz ). Alan Cocconi volt az, aki fejleszteni kezdte, amint a Napkereső szerkezete elkészült. Ez az aktív DC-DC transzformátor összekapcsolja a fotovoltaikus cellákat és az elemeket. A változó körülmények (hőmérsékletváltozás, az akkumulátor feszültségének csökkenése és emelkedése stb.) Ellenére képes megtalálni a teljesítmény csúcsát. Cocconi a motorvezérlőn is dolgozik.

Jellemzők

Az összeszerelt és felszerelt Sunseeker végleges változatának üres tömege valamivel kevesebb, mint 91  kg , pontosan 89,8  kg 7,01 m hosszúságnál  , szárnyfesztávolsága 17,50  m és 1,31  m . A végső súlya a szerkezet csak 45,3  kg amelyekhez hozzá kell adni eszközök, a ballisztikus ejtőernyő mentő, 15,8  kg akkumulátorok, napelemek, a kefe nélküli motor a 2,5  HP , az elektronika és a légcsavar, amelynek teljes tömege 90,6  kg . A vitorlázógépek gyártási normáinak tiszteletben tartása érdekében a megtakarítás érdekében megkímélték az erősítéseket, amelyek törékenyebbé teszik a Sunseekert a felszállási és leszállási szakaszban.

A magas helyzetben lévő szárnyak Wortmann profilúak, 76 cm-es zsinórokkal a közepükön és 51  cm- es zsinórokkal,  átlagosan 4 hüvelyk vastagsággal, 10,2  m 2 szárnyterülettel. Ezt a szárnyterületet növeli a három farokelem: egy 7 m-es gerenda végén  a farokegység két vízszintes és egyenként 90 cm-es függőleges elemből áll  . A Sunseeker farkának megvan az a sajátossága, hogy megfordul, vagyis a függőleges rész leereszkedik a gerendáról.

A repülőgép felületét 700 fotovoltaikus cella borítja, amelyek eloszlanak a repülőgép összes vízszintes síkján: szárnyak, gerenda és vízszintes farok, amit az új rugalmas cellatechnológia tesz lehetővé. A 600 cella szárny nagyobb, 110  mm x 115  mm , a 100 cella a legkisebb elemekre oszlik: 55  mm x 115  mm . Összesen 8,22 m 2 fotovoltaikus cellát kínálnak  . E rugalmas cellák megfelelője alacsony hatékonyságuk, amelyet 8% -kal vagy akár 13% -kal, de végül közel 2% -kal jelentenek be. Ezek a teljesítmények várhatóan az idő múlásával is gyorsan romlani fognak: kezdeti energiájuk 85% -át csak egy év múlva, majd 70% -át adják le három év után, mire a teljesítmények életük végéig stabilizálódnak. (A sejtek élettartama öt-hat évek). Ezek a cellák 2,5 A folyamatos áramot termelnek  160  V -nál nyitott áramkörben és 120  V-ot terhelés alatt. A 300 wattos áramot egy FET tápfeszültség-szabályozó kezeli, amely 110  V váltóárammal látja el a szinkronmotort .

A belvízi motor a farokba van szerelve, és egy 244 cm átmérőjű könnyű propellert hajt  , amely akkor használatos, amikor nem használja, hogy korlátozza a vontatást, 600  fordulat / perc sebességgel .

Ez hajtja a kilencvenhat sejtek teszik ki a közel 15  kg a nikkel-kadmium elemek (összesen töltés 4,2  Ah és egy feszültség 12  V ) a felszállás és mászni magasságban., Akkor a motor vágás ( és a hajócsavar felhajlik), és a repülőgép siklóként viselkedik, miközben az elemeket 90 napig töltik a napelemeknek köszönhetően.

Összehasonlításképpen: a Solar Impulse súlya 1600  kg 63,4 m szárnyfesztávolság mellett   ; négy 7,5 kW-os motor hajtja,  és 200 m 2 fotovoltaikus elem borítja,  amelyek hatékonysága 12%.

Eric Raymond számításai szerint az együléses repülőgép megfelel a nemzetközi biztonsági előírásoknak és elérheti a 160  km / h sebességet, miközben csak egy lóerőre van szükség a meghajtáshoz. És valóban, a Sunseeker prototípus motorizálása és villamosítása előtt éri el ezt a célt, a 35-36-os finomságnak köszönhetően . A szárnyakat 6,6 g- mal tesztelik  károsodás nélkül, vitorlázógépeken végrehajtott tesztrepülések során. 50 kg- nál kisebb súlyú repülőgéppel  . Felszerel egy ballisztikus ejtőernyővel (amely megmenti a pilótát és a repülőgépet), valamint a pilóta számára egy kis hátsó ejtőernyőt. Ez az elővigyázatosság Eric Raymond hosszú, sárkányrepülésben szerzett tapasztalata. Valóban, ha a repülőgépet 3D-s repüléshez  (be) építik , akkor nagyobb korlátozásoknak lehet kitéve, ha nyíró szélben vagy viharban ragad . A pilótafülke azonban túl keskeny ahhoz, hogy a pilóta könnyedén kibocsáthassa, és a hagyományos egyedi ejtőernyő túl terjedelmes lenne. Tehát, ha valami nem stimmel, a pilótának meg kell húznia egy fogantyút, amely kinyitja a nyílást, amely a nacellában nyílik, és aktivál egy rakétát, amely ballisztikus ejtőernyőt vet. A pilótafülke valóban nagyon keskeny: mindössze 53,3  cm széles. Annál kevésbé kényelmes, mivel a hőmérséklet az üvegtető alatt 50  ° C fölé emelkedhet . Ennek leeresztéséhez és elviselhetővé tételéhez alumínium bevonatot alkalmaznak a pilótafülke ablakain. A pilóta oxigénellátó és vízelosztó rendszerrel is rendelkezik a repülés közbeni iváshoz. A pilótának lehetősége van arra is, hogy az állítható szellőzőnyílások kinyitásával, sőt a pilótafülke nyílásának köszönhetően lehűtse a pilótafülke belsejét.

Végül a repülőgép egy LORAN könnyű navigációs rendszert használ .

A SunSeeker specifikációinak összefoglalása

A Sunseeker I fizikai és aerodinamikai jellemzőit az alábbiakban foglaljuk össze:

  • Motor: 2000 W Inland RBE-3001 szinkronmotor  mellékelt 110  V AC, sebesség 3500  rpm .
  • Csökkentés: 5,66: 1 a légcsavar 600  fordulat / perc sebességgel történő meghajtásához .
  • Propeller: kompozit propeller, rögzített menetemelkedésű. Súly 1,4  kg , átmérő 2,4  m .
  • Statikus teljesítmény 2,2  kW akkumulátor: 236  N .
  • Fotovoltaikus cellák: 700 amorf szilícium napelem, beleértve 600 db 110  mm x 115  mm-es cellát és 100 db 55 mm x 115  mm- es cellát  .
  • Tápellátás: 300 watt (2,5 amper 120 volton).
  • Elemek: nikkel-kadmium elem Sanyo 96 cellák 4,2 Ah teljes terheléshez  és 12 V feszültséghez  .
  • Töltési idő: 1h30.
  • Üres súly: 89,8  kg .
  • Terhelés: 67  kg .
  • Hossza: 7,0  m .
  • Magasság: 1,3  m .
  • Szárnyfesztávolság: 17,5  m .
  • Szárny területe: 10,2  m 2 .
  • Törzs: méhsejtes szerkezet, szénszál és epoxigyanta.
  • Szárny: Wortmann szakasz, 76 cm kötél  középen, 51  cm a végén 10  cm vastagságig.
  • Farok: 7 m-es gerenda  , „fordított” farok.
  • Maximális tapasztalt gyorsulás: 6 g .
  • Finomság: 35.
  • Siklási szög: 30 °.
  • Mászási sebesség 2,2  kW-os akkumulátorral: 60,1  m / perc .
  • Mennyezet: kb. 4000 méter.
  • Hajózási sebesség: 105  km / h .
Összehasonlító

Itt található egy táblázat, amely összehasonlítja a Sunseeker teljesítményét az akkori két ULM teljesítményével és az amerikai szabványokkal: egy ultrakönnyű és együléses LSA ( könnyű sportrepülőgép ):

Az előadások összehasonlító táblázata
Sunseeker Nagyon könnyű LSA
Súly (kg) 90.3 77.0 200,0
Szárnyfesztávolság (m) 17.50 10.50 5.50
Maximális sebesség (km / h) 160 80 275
Hajózási sebesség (km / h) 65 55 240
Emelkedési sebesség (m / perc) 61 75 300
Műveleti sugár (km) 400 130 480
Teljesítmény (hp) 2.6 22.0 65,0
Származtatott adatok
Ló maximális sebessége (km / h) 61 3 5.
Hegymászási sebesség (m / perc) lónként 23.5 3.4 4.6
km / kWh 45.1 4.8 6.4

Az Egyesült Államok átkelése 1990-ben

Kezdeti célok

A kezdeti célok az átkelés meglehetősen ambiciózus: fedezésére több mint 3000  km egy héten legfeljebb vagyis az arány egy állami keresztbe naponta szakaszában 250  km 450  km . A csapat a déli államokban az Egyesült Államokban megszokott júliusi körülményeket kívánja kihasználni: erős napsütés és állandó uralkodó (és hordozó) szél fúj nyugatról keletre. A cél a Kill Devil Hills- ben leszállás , a Wright testvérek első ellenőrzött és motorizált repüléseinek helyén .

Az indulás tehát eredetileg a tervek szerint történt 1 st július 1990re San Diego . De a területen manőverező amerikai légierő ellenezte ezt a járatot, ezért meg kellett változtatni az indulási helyet. A felhős időjárás több halasztást eredményezett.

A Sunseeker nem feltűnő repülőgép (Eric Raymond "puszta szilánk az égen" ) és nagyon lassú a többi repülőgéphez képest, ezért úgy döntöttek, hogy távol maradnak a nagy repülőterektől és a forgalmas légi folyosóktól, hogy elkerüljék az esetleges ütközéseket.

Első próbálkozás

Az új kiindulópont a Desert Center , egy korábbi katonai bázis, amely a Mojave-sivatagban található, a dél-kaliforniai Palm Spring közelében .

Az indulás eredetileg tervezett on 1 -jén július eredetileg késik tíz nap miatt felhős időjárás, majd ismét elhalasztották, hogy végre sor1990. július 16. Az első szakasz veszi az ernyő 400  km távolságra Desert Center a Sky Ranch Airport a Carefree északra Phoenix .

Ez az első szakasz tele van ígéretekkel, mivel lehetővé teszi a Sunseeker számára, hogy megdöntse a naprepülő által megtett távolság rekordját, az előző jelölés 320  km volt .

Másnap a második szakasz az új-mexikói Lordsburgba repült . Másnap reggel a Sunseeker „személyes” rekordot állított fel a felszállás magasságában, a lordsburgi repülőtér 1300 m-re emelkedett  . Ez a felszállás rosszul megy, és végül megszakad. A Sunseeker nagyon kis sebességgel, 25 km / h-val ért földet , és a futómű eltört. A csapat ezután úgy dönt, hogy hazaszállítja a gépet az Elsinore-tóba , annak bázisába, hogy javításokat végezzen. Ezután a helyi kereskedelmi kamara elnöke - ő maga egy amatőr vitorlázó pilóta - segített neki, aki kegyesen küldött egy csapat szerelőt, hogy jöjjön a segítségére.  

Második próbálkozás

A gép a dél-kaliforniai Sivatagi Központban lévő bázisáról száll fel1990. augusztus 2, vagy egy hónappal az eredetileg tervezett időpont után és tizenöt nappal a baleset után. A repülési stratégia változatlan: kerülje a nagy repülőtereket a csendesebb országos repülőterek helyett. A biztonsági szempontok mellett ez a választás bizonyos létesítményeket is lehetővé tesz. A csapatot mindig jól fogadják, a hangárokban gyakran helyet kapnak a Sunseeker elhelyezésére az éjszaka folyamán. Maguk a repülések úgy készülnek, mint a hagyományos vitorlázórepülések: a meteorológiai viszonyok elemzése, a környezet és különösen a madarak megfigyelése az első termálok észlelésére. A felszállást az akkumulátorokban tárolt elektromos energiának köszönhetõen (napelemeken keresztül nyerjük), mielõtt a siklás minden módszerét alkalmaznánk . A Sunseeker néha azonnal felszállás után elkezdi beforgatni az utómunkálatokat, a kifutópálya túl magasan, hogy ezt valóban engedélyezni lehessen, de a pilóta itt is profitál a helyi légiforgalmi irányítók jóindulatából, akik odáig mentek, hogy megszakították a levegőt forgalom az engedéshez, jó körülmények között). Az elektromos motort főleg felszálláshoz használják, de néha pótolja a frissítések hiányát is, és lehetővé teszi a hosszabb repülést, különösen, hogy elkerülje a zivatarcellákat, de mindig kíméletesen használja elektromos tartalékait. A motor átlagos felhasználása körülbelül öt perc, 1 óra 30 perc újratöltés esetén. A szakaszokat napközben hajtják végre, a gép minden este leszáll. Az akkumulátorok ilyenkor néha részesülnek a reggel a földön végzett kiegészítő töltésből, köszönhetően a további napelemeknek (amelyeket szintén a Sanyo szállít, mint a repülőgép szárnyain). A biztonság kedvéért Eric Raymond kötelezi magát arra, hogy az átkelés során ne lépje túl a 129  km / h sebességet nyugodt időben és a 97  km / h sebességet turbulensebb égbolt esetén biztonsági okokból, míg a Sunseeker 160  km / h -nál nagyobb sebességgel képes repülni. h .

Az alábbi térkép ennek a kelet-nyugati átkelésnek a huszonegy szakaszát mutatja be.

.mw-parser-output .legende-bloc-center {display: table; margin: 0 auto; text-align: left} .mw-parser-output .legende-bloc ul li {font-size: 90%}. mw -parser-output .legende-bloc-vertical ul li {list-style: none; margin: 1px 0 0 -1.5em} .mw-parser-output .legende-bloc-vertical ul li {list-style: none; margin : 1px 0 0 -1.0em}

Sivatagi Központ, Kalifornia elhelyezkedés Sky Ranch repülőtér, Carefree, Arizona elhelyezkedés elhelyezkedés Cornudas, Texas Carlsbad, Új-Mexikó Littlefield, Texas Chanute, Oklahoma elhelyezkedés elhelyezkedés Fulton, Missouri elhelyezkedés Frankfort, Kentucky West Liberty, Kentucky elhelyezkedés elhelyezkedés New River Valley Airport, Virginia Blacksburg repülőtér, Virginia elhelyezkedés Currytuck, Észak-Karolina Spot, Észak-Karolina

Ennek az új útnak az első szakasza lényegesen rövidebb, mint az első kísérleté, alig lépve át a határt Arizonába. És Phoenixet csak másnap gyűjtik össze, a Sunseker így két nap alatt lefedi, mit ért el először egy menetben. Ez egy 4000 km-es út kezdete,  amelyet huszonegy szakaszban teljesítettek 119 óra és 23 perc hatékony repüléssel, amely sokkal hosszabb volt, mint a csapat által remélt tíz nap. Miután California , Arizona , Texas és Új-Mexikó szelek erős szél kényszerítette a repülőgép, hogy egy útvonal északabbra vártnál. Így inkább átmegy Oklahomán , mint a napsütötte déli államokon, és rendszeresen földhöz jut: öt nap a chanute- i szakaszáig , nyolc nap az egész út alatt. Útja északkeletre folytatódik: Kansas , Missouri és Illinois . Különösen Missouriban nehézek a repülési körülmények: a hőviszonyok hiánya miatt a repülőgép csak alacsony magasságot képes elérni. Több mint 160 km- t repül  300 m- nél kisebb magasságban  , a lehető legnagyobb mértékben korlátozva a fedélzeten a súlyt: Eric Raymond néha felszáll anélkül, hogy ételt venne a fedélzetre, és még mezítláb is felszáll, hogy néhány kilót meghízhasson. A Kentucky és Tennessee jön az Appalache . Ez az utazás legnehezebb része. Az időjárási körülmények rosszak, a Sunseeker azért küzd, hogy elegendő magasságot nyerjen a hegylánc átkeléséhez , a termáloknak köszönhetően 4300 m magasságig emelkedik  . A haladási sebesség ekkor olyan alacsony, hogy Eric Raymond azt mondja, hogy két napig három madárcsoport kísérte, akik mellette repültek, néha kevesebb mint egy méterre a repülőgéptől.

A Augusztus 30a gép a virginiai New River Valley repülőtérre  (be) száll , mindössze 15  km- re a Radford-i Inland Motor -tól, a repülőgép GOI-3001 motorszállítójától. Másnap 60 km / h feletti széllel szembesült, és csak a New River Valley repülőteret és Blacksburgot elválasztó 30 km-t tudta megtenni  . Az 1 -jén követően szeptember 65  km komplikált járat Roanoke , a szél ellen, kénytelen volt megfordulni és pihenés Blacksburg. A Szeptember 2sikerült 200 km-t keletre megtennie  az észak-karolinai Currituckig , 50  km-re északra a céljától, a Kill Devil Hills-től . Az Atlanti-óceán partjára érkezése csalódást okozott, a látótávolság kevesebb mint 1,6  km volt , eső esett és 48 km / h ellenszél volt , messze a várt látványtól. Ennek ellenére másnap, kedden repül 1990. szeptember 3(egy hónappal és egy nappal távozása után, hogy teljesítse utolsó szakaszát, de az erős szél miatt 35 km után kénytelen leszállni  , hogy füves területen észlelje. Ezután 500  méterre van a Currituck-öböltől és alig 14  km- re Killtől Devil Hills . Az időjárási viszonyok javulása és rövid távon nincsenek valós kilátások (szeptember eleje megfelel a viharos idény kezdetének), és figyelembe véve, hogy a Kill Devil Hills történelmi helye körüli számos fenyő veszélyessé teszi a leszállást szeles körülmények között Eric Raymond és csapata úgy dönt, hogy felhagy a helyszíni csatlakozással, hogy ne kockáztassa meg a gép megrongálódását.

Hónapja alatt a Sunseeker repülési idejének csaknem 90% -át szembeszéllel kellett szembenéznie, amely amellett, hogy északabbra és a vártnál kevésbé napos útvonalra kényszerítette, hirtelen lelassult. Eric Raymond úgy véli, hogy végül gyorsabb lett volna, ha az utat az ellenkező irányba tette, keletről nyugatra. Ugyanakkor számos, a FAI által nem formalizált rekordot hoztak létre egy napelemes sík esetében: a legnagyobb magasság 490  m-rel , a leghosszabb repülési idő 8: 30-kor, és az első kísérlet első szakaszában megállapított rekord: legnagyobb megtett távolság 400  km-rel .

A csapat

Ha Eric Raymond a projekt kezdeményezője, fő tervezője és pilótája, akkor sem nem dolgozott, sem nem utazott egyedül. A Sunseeker tervezéséhez és kivitelezéséhez a repülés és az alternatív energiák területén több szakértő tanácsát és segítségét élvezte.

Az Egyesült Államok keresztezése során egy hétfős személyzet követte a földön.

Eric Raymond

Eric Raymond, született 1956. október 27A Tacoma egy pilóta és a repülési oktató, vitorlázó és a korábbi amerikai sárkányrepülés bajnok . Különösen megnyerte az amerikai sárkányrepülési bajnokságot 1979-ben (sárkányrepülős verseny, amely a lehető leggyorsabban eléri és leszáll egy adott pontra). A repülés idején 33 éves és Kaliforniában él, a Riverside megyében, és függesztõs hámokat készített és értékesített hat hónapig, mielõtt szívvel-lélekkel belevetette magát a Sunseeker projektbe.

Mivel a Sunseeker I kaland, ő folytatta a munkát a fejlesztési vitorlázó és a napenergia repülőgépek, az AeroVironment, a kutatási és fejlesztési cég a Paul McCready, majd nevében a saját cége, Solar Flight. Részt vett a Solar Impulse projektben , valamint az amerikai hadseregnél dolgozó kaliforniai vállalat ( Monrovia ) drónjainak fejlesztésében is .

Közvetlenül a repülése után vásárolt egy német kétüléses vitorlázórepülőgépet kereskedelmi célú repülésekhez, és egyúttal megpróbálta (de hiába) meggyőzni a NASA-t, hogy finanszírozza a Sunseeker átalakítását technológiai demonstrátorrá a naptechnikák és az elektromos meghajtás terén.

A többi tag

Azok az emberek élén, akik Eric Raymondot kísérték projektjében és munkájában, ott van Aida Raymond, a felesége. Maga egy mérnök, részt vett a Sunseeker tervezésében, majd az átkelés során egy földi autóban követte a gépet.

A szárazföldi jármű mellett egy Klaus Savier által vezetett hagyományos repülőgép végigkísérte a Sunseekert az átkelés során. Ő biztosította a LORAN navigációját . Klaus Savier (a Light Speed ​​Engineering-től) a repülési meghajtási rendszerek szakembere is, aki komolyan részt vett a projekt motorizálási aspektusában.

Jack Whitehouse volt a projekt szóvivője.

Kenji Bamba japán velivole kezdeményezte a projekt japán vállalatok általi finanszírozását.

Bryan Allen, a Gossamer Condor és Albatros pilótája, valamint a vitorlázórepülés rajongója is részt vett a kalandban.

Alan Cocconi (a váltakozó áramú meghajtás elektromos szakembere ) a repülőgép elektromos irányításán dolgozik, különösen a fotovillamos cellákból származó energiát átalakító modulon vagy a motor vezérlőjén. Tizenöt évvel később ő lesz a leghosszabb napelemes drón: SoLOng repülése, amely 48 órán keresztül repült.

Finanszírozás

Eric Raymond tervezte és építette a Sunseekert, de ezt nem egyedül finanszírozta. Míg a saját zsebéből 60 000  dollárt fektetett be , külső, pénzügyi és technikai támogatást is igénybe vett. Egyik pilóta barátai, a japán Kenji Bamba, támogatta a projekt hazájában, és 1988-ban egy csoport japán vállalatok úgy döntött, hogy támogatja a projektet, ideértve Kanebo , a Fuji Heavy Industries , a Subaru és a Sanyo Electric Co .

Ez az elektronikára szakosodott vállalat rugalmas fotovoltaikus cellákat szállított, ez egy kísérleti technológia, de elengedhetetlen újítás a repülőgép építéséhez, még akkor is, ha teljesítményük a vártnál jóval alacsonyabbnak bizonyult.

Eric Raymond elmondta, hogy akkoriban volt egy ügynöke, aki ellopta a szponzoroktól kapott pénzek nagy részét ( 40 000  dollár ) azzal, hogy a nevében tovább értékesítette a rendelkezésre álló felszerelést.

Míg Eric Raymond 1986-ban arra törekedett, hogy egyedül napenergia felhasználásával járja a világot, japán szponzorai ösztönözték őt az Egyesült Államok keresztezésével való indulásra. Ugyanezek a szponzorok, akik csalódni fognak az átkelés - elégtelennek ítélt - médiavisszhangjában; többek között az öbölháború kezdetével való egyidejűség hibája .

Vélemények és perspektívák

Vélemények

Eric Raymond átkelését a siklás és a kísérleti repülés világa üdvözölte, de ennek ellenére perspektívába helyezték.

Gene O'Blenes egy "kreatív mérnöki példát" üdvözöl, és Paul McCready (többek között az első napsík tervezője, amely az 1980-as évek elején lépte át a La Manche-csatornát ) összehasonlítja eposzát Charles Lindberghével  : egy szimbolikus esemény valószínűleg a közvélemény megjelölésére, annak ellenére, hogy ez nem annyira egy technológiai váltás eredménye, mint amilyennek látszik. Valójában úgy véli, hogy a Sunseeker nem technológiai forradalom, csupán az 1970-es évek végétől repült elektromos repülőgépek evolúciója.

McCready hozzáteszi, hogy az akkumulátorok és a fortiori akkumulátorok részleges feltöltése a földön (további napelemeken keresztül) aláássa a repülőgép tervezésének tisztaságát. Azt is gondolja, hogy a napenergia önmagában nem a légi közlekedés jövője, hanem a Sunseeker tapasztalat valódi értéke az, hogy arra ösztönzi az embereket, hogy keressenek megoldásokat az alacsony energiafogyasztású repülésre.

Robs Keels rámutat, hogy ha Raymond a világ egyik legjobb vitorlázórepülő pilótája volt, nem volt sem tervező, sem repüléstechnikai mérnök, aki kevés tapasztalattal rendelkezik a vitorlázógépek tervezésében.

Több Utólag Thom Patterson 2013-ban, mint a jelen átkelés a kerek a világ non-stop vagy tankolás a Burt Rutan a Voyager (repülési végzett Rutan és Jeana Yeager ). Dan Thisdell teszi a kapcsolatot a többi úttörő síkok a fosszilis tüzelőanyag-mentes járatok: a Gossamer Albatros és Penguin (in) a 1977 és 1980 a Daedalus az MIT és a NASA 1988-ban, három sík hajtott emberi erő. A napsíkok is, nevezetesen a NASA kísérletei: Solar Challenger 1981-ben, Centurion 1998-ban, Pathfinder 1999-ben és Helios 2001-ben.  

És természetesen a megfigyelők kapcsolatot teremtenek a Sunseeker és a Solar Impulse között , amely projektben Eric Raymond is részt vett.

Outlook

Eric Raymond kezdeti álma (az 1980-as évektől kezdve) egy naprepülővel utazni a világ körül, de úgy ítélte meg, hogy akkoriban a technológiák még nem voltak kiforrottak erre a kihívásra. A Sunseekerrel folytatott demonstráció azonban egyrészt új technológiai perspektívákat sugall, másrészt új projektek előtt nyitja meg az utat Eric Raymond számára.

Yasuo Kishi, a Sanyo fejlesztési központjának akkori igazgatója előrejelzi az űripar lehetőségét olyan rugalmas fotovoltaikus cellákra, amelyek jelentős súlymegtakarítást eredményezhetnek az őket napelemként használó műholdak számára. A vállalat tovább fejlesztette ezeket a termékeket, különösen magánszemélyek számára.

Eric Raymond a repülést követő napon úgy gondolja, hogy az elektromos repülőgépek sebessége és teherbírása a technológiai fejlődéssel megnő. Különösen a reverzibilis hidrogén üzemanyagcelláké tűnik ígéretesnek. A következő évszázadra azt jósolja, hogy még a repülőgépek is elektromos járművek lesznek, és nem fosszilis üzemanyagot használnak . Kifejti, hogy ezek a technológiák jelentősen javítanák a repülés biztonságát, egyrészt a motorok nagyon magas megbízhatóságának, másrészt a kezelt robbanóanyagok csökkenésének köszönhetően. Azt is állítja, hogy a karbantartás könnyebb lenne (és ezáltal csökkentené a költségeket).

Miután a Sunseeker fedélzetén átlépte az Egyesült Államokat, Eric Raymond megalapította a Solar Flight-ot, hogy állandósítsa a kalandot és új projekteket dolgozzon ki.

Ezek közül az első az Edelweis volt , egy klasszikus (nem napos) vitorlázó repülőgép, amely ugyanazt a magas hőmérsékletű szénszálas és gyanta technológiát alkalmazta, mint a Sunseeker. Ez egy olyan vitorlázógép, amelyet a Sunseeker alapján terveztek, de idővel ellenállóbb, és az ultrakönnyű kategóriában esetleg piacképes.

A Sunseeker II első, a repülőgép második változata, új szárnyakkal és új monokristályos szilícium fotovoltaikus cellákkal , amelyek elég hatékonyak 1800 watt előállításához, míg a Sunseeker I-nek csak 1100 wattra volt szüksége a repülés szintjéhez, valamint négy lítium-polimer akkumulátorra . Ez a választás nem történt meg azonnal (általában a Sunseeker II a Sunseeker I fejlesztéseinek folytatása, nem pedig a semmiből épített repülőgép), bár Alan Cocconi arra késztette Eric Raymondot, hogy nagyon korán hagyja el a nikkel elemeket . Kadmium a lítium-ion akkumulátorokhoz . Valójában, ha a technológia ígéretes volt, már gyermekkorában is nagyon drága volt, és mindenekelőtt gyorsan haladt. Eric Raymond ezért inkább várt egy kicsit, hogy ne sajnáljon egy túl gyorsan lejárt fontos beruházást. Különösen azért, mert a Sunseeker célja egy napenergiával működő repülőgép lenni, nem pedig az akkumulátorokban tárolt repülőgép, és ebben az értelemben a napenergia teljesítményének javítása fontosabb, mint a tárolási teljesítmény. 2009-ben a Sunseeker II „turnét folytatott Európában”, nevezetesen az Alpok első átkelését napelemes repülőgéppel.

Ezzel párhuzamosan a Solar Flight is kifejleszti a Sunseeker Duo nevű kétüléses napsiklót. 22,8 m-es skálán  (összehasonlítva a Sunseeker I 16,6  m- jével) a motor közvetlen meghajtása  (in) 20  kW és a lítium-polimer akkumulátor, 72 soros cellából áll. Ez az energiatartalék húsz perces autonómiát biztosít teljes erővel, amely elegendő ahhoz, hogy felmásszon a felhők fölé és átváltson a napra. A motor teljesítménye, 20  kW , végül négyszer nagyobb, mint amit Eric Raymond 1990-ben megjósolt egy napszemlélő alapján épített kétüléses napelemes repülőgéphez, mégpedig 5 LE vagy 3,7  kW . Ezek a 3–4 kW becslések ennek ellenére pontosak a sík repülés biztosítása érdekében, és a Sunseeker Duo napellenzője biztosítja ezt a teljesítményt, így elméletileg lehetővé teszi a repülőgép repülését, miközben állandóan hajtják, és már nem csak vitorlázórepülésként működnek.

A Sunseeker Duo első járatot hajt végre 2013. december.

Eric Raymond egy napos léghajó építését is tervezi , de egy ilyen kiterjedésű projekt több finanszírozást igényel, mint a kis vitorlázó repülőgépeké: akár állami finanszírozást, akár partnerséget az ágazat nagyvállalataival.

Megjegyzések és hivatkozások

Megjegyzések

  1. Nem motorizált változatban. Az első motorral végzett repülésre később, 1990 februárjában került sor.
  2. Huszonhárom évvel ezelőtt Solar Impulse .
  3. Az első valóban napelemes repülőgép, amely csak a napelemek által előállított (átalakított) energiának köszönhetően tud repülni, további akkumulátorok nélkül.
  4. A Nimbus 4 1990-ben hajtotta végre első repülését, 1989 decemberével szemben a Sunseeker részéről.
  5. Más szóval, ezek csökkentik a felvonó által generált szárnyait.
  6. 1990 januárjában vagy februárjában.
  7. 1990 áprilisában / májusában.
  8. DC Direct Current , azaz egyenáram . A DC-DC transzformátor tehát olyan transzformátor, amely egyenáramot alakít át másik egyenárammá (eltérő jellemzőkkel).
  9. Ennek következményei lesznek a lopások során, engedélyezi az # első kísérlet szakaszt .
  10. Úgy döntöttek, hogy magas feszültséggel dolgoznak a veszteségek minimalizálása érdekében, a veszélyesség ellenére is.
  11. IATA kód  : 18AZ.
  12. Ezt a rekordot azonban a FAI nem hagyja jóvá, amely abban az időben nem különbözteti meg a napsiklót és a klasszikus vitorlázót.
  13. ( AITA kód  : LSB ).
  14. ( AITA kód  : PSK ).
  15. És tizenöt nappal az augusztus 19-i dátum után (amelyet az eredeti tervekhez képest már javítottak), amely dátum azért lett volna szimbolikus, mert a nemzeti repülés napja  (ben) és Orville Wright születési dátuma.
  16. Abban az időben, amikor a FAI nem különböztette meg a napsiklókat és a klasszikus vitorlázórepüléseket, a Sunseeker teljesítményét ezért összehasonlították az akkori vitorlázórepülők teljesítményével.
  17. Amit végül 2015-ben és 2016-ban el fog érni Bertrand Piccard és André Borschberg a Solar Impulse II-vel.

Hivatkozások

  1. (en) Michele Travierso , „  The Other Cross-US Solar Plane Trek  ” , az ieee.org oldalon ,2013. augusztus 27(megtekintve 2017. február 4. )
  2. (en) Eric Raymond , „  Nap a szárnyán  ” , Alternatív Közlekedési Hírek ,1991. július / augusztus, P.  9 és 31
  3. (en) Bill Moore , „A  Sunseeker új rekordokat keres  ” , az evworld.com oldalon ,2004. június 19(megtekintve 2017. február 4. )
  4. (en) „  llandország kefe nélküli egyenáramú motorja az első transzkontinentális napenergiával működő repülésen  ” , Servo Subjects , vol.  2, n o  1,1991. július
  5. (en) „  Új technológia a napelemes repülőgépek meghajtására az Egyesült Államokban  ” , csúcstechnológiai repülés ,1990. június 25
  6. (en) Kris Knowles , "  A napsík útja magában foglalja a Chanute megállót  " , Chanute tribune ,1990. augusztus 15
  7. (en) Michael Hackleman : "  Nap a szárnyán  " , Aliernative Transportation News ,1991. május, P.  8–9
  8. (en) Richard Piellisch , "  Solar motoros repülés  " , Otthoni Teljesítmény , n o  19,1990. október / november, P.  6–7 ( ISSN  1050-2416 , online olvasás [PDF] , hozzáférés : 2017. február 4. )
  9. (en) Jenifer Warren és Edith Stanley : „  Utazás , a napsík elfoglalja a helyét a napon  ” , latimes.com ,1990. szeptember 5( ISSN  0458-3035 , online olvasás , hozzáférés : 2017. február 4. )
  10. (en) Salahuddin Qazi , önálló fotovoltaikus (PV) rendszerek katasztrófavédelemhez és távoli területekhez , Amszterdam, Hollandia, Elsevier ,2017, 250  p. ( ISBN  978-0-12-803022-6 , OCLC  932174380 ) , p.  104
  11. (en) „  A napsíknak  felfelé és lefelé van  ” , The Sumter Item (en) ,1990. szeptember 5, P.  6A ( online olvasás , konzultáció 2017. február 4-én )
  12. (in) "  Sunseeker I - Across America  " a solar-flight.com oldalon (elérhető: 2017. február 4. )
  13. (in) "  HG Országos Bajnokok - Race to Goal  " az ushpa.aero  (in) oldalon ,2016. február 10(megtekintve 2017. április 5. )
  14. http://www.gea.net/eng/advneture/index.html
  15. (en) Dan Thisdell , „  Kis teljesítményű: Hét repülőgép, amely napelemekre és izomra repült  ” , a flightglobal.com oldalon ,2015. március 8(megtekintve 2017. február 4. )
  16. (a) Vicki Cleave , "  Box: Solar repülés ingadozásoktól  " , Nature , n o  451,2008. február 20( ISSN  1744-7933 , DOI  10.1038 / 451884a , online olvasás , konzultáció 2017. február 4-én )
  17. (in) Thom Patterson , "  Funny-nézősíkon célja, hogy a történelem  " a cnn.com ,2013. május 13(megtekintve 2017. február 4. )
  18. (in) SANYO Semiconductor Co, "  Amorf szilícium napelemek / Amorf fényérzékelők  " [PDF] a digikey.com oldalon ,2007. november(megtekintve 2017. április 15-én )
  19. (in) "  Edelweiss  " a solar-flight.com oldalon (elérhető: 2017. április 22. )
  20. (in) "  napenergiával működő repülőgép  " az energy-without-carbon.org oldalon ,2011(megtekintve 2017. február 4. )
  21. (en) "  Sunseeker II - Europe Tour and First Alps Crossing  " , a solar-flight.com oldalon (elérhető : 2017. április 22. )
  22. (in) "  Sunseeker Duo - First Two seat solar powered repülőgép  " a solar-flight.com oldalon (elérhető: 2017. április 22. )