Стратосферный самолёт на солнечных батареях показан миру / Хабр
7 декабря 2016 года в швейцарском городке Пайерн (Payerne) солнечный стратосферный самолёт Рафаэля Домьяна был показан публике. Гостями мероприятия стали 300 человек, среди которых были представители мировых СМИ, послы, партнёры проекта и представители правительства Швейцарии.
Уникальный 8,5-метровый самолёт имеет размах крыльев 24,9 метра, весит 450 кг и покрыт солнечными панелями площадью 22 квадратных метра. Это будет первый пилотируемый самолёт на солнечных батареях для выхода в стратосферу.
Представление самолёта публике
«Это отличный день для команды SolarStratos,» сказал Рафаэль Домьян (Raphaël Domjan), создатель PlanetSolar, первого катамарана на солнечных батареях, совершившего кругосветное путешествие в 2012, а также инициатор и пилот проекта SolarStratos.
«Наша цель состоит в том, чтобы продемонстрировать, что существующая технология дает нам возможность достичь большего, чем предлагают ископаемые виды топлива.
«Мы очень рады положительным отзывам и поддержке, которые мы получили,» — сказал Роланд Лоос, генеральный директор SolarXplorers S.A., организации, ответственной за разработку и будущее внедрение этой технологии. «Наш проект дает надежду и осуществляет мечты как детей, так и взрослых. Он также открывает двери для новых научных знаний — разведки и мирного использования нашей стратосферы по доступной цене».
Полёт в стратосфере на самолёте SolarStratos
ИСТОЧНИК
От переводчика:
SolarStratos – уникальный на сегодняшний момент проект, который позволит ввести в коммерческую эксплуатацию полёты в стратосферу на аппарате, не использующем ископаемое топливо (на данный момент развит стратосферный туризм на сверхзвуковых истребителях).
Технические характеристики SolarStratos:
Длина – 8,5 метра
Размах крыльев – 24,9 метра
Вес – 450 килограмм
Запас автономности – более 24 часов
Привод – 4-лопастной пропеллер, диаметр – 2,2 метра
Мотор – электрический мощностью 32кВт, количество об./мин. – 2200
КПД мотора – 90%
Количество пилотов – 2
Питание – солнечная энергия
Площадь солнечной батареи – 22 квадратных метра, КПД ячеек – 22-24%
Тип аккумуляторной батареи – Li-Ion, количество запасаемой энергии – 20кВт*ч
Так как из соображений экономии (веса и материалов) кабина не поддерживает компрессионную и температурную компенсацию, пилоты должны быть одеты в специальный космический скафандр. Среди «кандидатов» на роль космокостюмов был выбран «Сокол», производимый российским производителем «НПП «Звезда». Использование скафандра предполагает невозможность использования пилотом парашюта для экстренной посадки во внештатной ситуации, а это накладывает повышенные обязательства безопасности.
Рафаэль Домьян со скафандром «Сокол» на презентации SolarStratos
Пока ещё нет точных данные о времени пробного полёта, но, если оглядываться на проект PlanetSolar, ждать этого следует не ранее 2018 года.
Высотная авиация | Наука и жизнь
«Кто силен в воздухе, тот в наше время вообще силен», — сказал тов. Ворошилов.
Советский самолет АНТ-6, на котором майор Юмашев установил 3 международных рекорда высоты полета с грузом.
Летчик Виктор Евсеев перед полетом в стратосферу.
Самолет конструкции инж. Поликарпова. На этом самолете летчик Коккинаки поднялся на высоту 14 575 м.
Высотный скафандр летчика Вилли Поста. Сам Вили Пост стоит слева.
‹
›
Открыть в полном размере
Во всех странах мира ведется ожесточенная борьба за господство в воздухе. В бешеной подготовке фашистских стран к новой мировой войне борьба за мощный воздушный флот приобрела доминирующее значение.
На одном из первых мест в числе задач качественного усиления авиации стоит задача повышения высотности полета.
Один из решающих моментов в авиации — это скорость. Но летать с большими скоростями в нижних слоях атмосферы трудно вследствие большой плотности воздуха.
Авиация должна подняться на большие высоты, чтобы в разреженных слоях воздуха добиться больших скоростей полета, уйти от неблагоприятных метеорологических условий, часто господствующих в нижних слоях атмосферы, и в случае военной обстановки уйти за пределы досягаемости зенитной артиллерии.
Посмотрим, каких результатов добилась мировая авиация в борьбе за высоту.
В Италии создан специальный стратосферный центр, работающий под личным наблюдением Муссолини. В особой школе итальянские летчики проходят специальную тренировку и совершают систематические высотные полеты.
В Северо-Американских Соединенных Штатах гигантский стратостат Эксплорер-11 установил мировой рекорд высоты полета — 22 066 м. Известный американский летчик Вилли Пост совершил ряд интересных стратосферных полетов, реализовав на практике преимущества полета на большой высоте.
Во время перелета из Лос-Анжелоса в Нью-Йорк в марте 1935 г. он достиг скорости до 550 км/час, в то время как в нижних слоях атмосферы его самолет имел скорость около 250 км/час.
Во Франции, Англии и Германии уже несколько лет ведутся работы по созданию специальных стратосферных самолетов, так называемых стратопланов, для полетов на высотах в 14—16 км.
Наиболее яркую картину напряженной борьбы за высоту дают рекордные полеты, которые выражают максимальные достижения в этой области.
В 1933 г. французский летчик Густав Лемуан поднялся на самолете Потез-50 на высоту 13 661 м. Этим полетом Лемуан побил прежний рекорд высоты английского летчика Увинса, равный 13 404 м.
Через полгода: после полета Лемуана итальянский пилот Ренато Донати поднялся на высоту 14 433 м. Для этого полета на авиационных заводах Капрони был построен специальный самолет Са-114а с мотором в 530 л. с. и четырех лопастным дюралевым винтом с изменяющимся в полете шагом. Сам пилот был одет в теплый меховой костюм и снабжен кислородным прибором для дыхания в разреженном воздухе.
Рекордный полет состоялся близ Рима в апреле 1934 г. Достигнув стратосферы, Донати почувствовал сильное недомогание. Несмотря на то, что самолет продолжал еще идти вверх со скоростью 3 м/сек, Донати решил начать спуск. Постепенный спуск на землю прошел благополучно, но сразу же после посадки пилот потерял сознание, и самолет стал кружиться по аэродрому, пока подбежавшие механики не остановили его. Потеря сознания была вызвана, по словам Донати, резкой переменой внешней среды.
Задачи стратосферной авиации
Полеты на большие высоты требуют особой заботы о предохранении жизни пилота. При полете в стратосферу необходимо защищать человеческий организм от низкой температуры и низкого давления воздуха. В решении этого вопроса выявляются два пути: устройство герметических кабин или создание специальных костюмов — скафандров. При полете у нижней границы стратосферы скафандр можно заменить утепленным костюмом и кислородной маской.
Следующей столь же важной задачей является создание высотного двигателя, сохраняющего свою мощность при полете в разреженных слоях воздуха.
Чтобы сохранить мощность мотора, на высотных самолетах надо устраивать специальные нагнетатели, которые засасывают разреженный воздух, сжимают его до нормального давления и затем подают в цилиндры двигателя. Нагнетатели представляют собой сложные механизмы, обладающие большим весом.
На их работу приходится затрачивать часть мощности мотора, и притом чем более разрежен внешний воздух, тем большую долю всей мощности двигателя приходится тратить на работу нагнетателя.
Устройство нагнетателя не исчерпывает всей задачи. Мощность авиационного двигателя передается на воздушный винт, который создает тянущую силу.
Сила тяги винта зависит от количества ометаемого им воздуха и от той скорости, с которой масса воздуха отбрасывается винтом назад. В разреженных слоях атмосферы обычный винт, загребая меньшее количество воздуха, будет давать пониженную тягу.
Чтобы получить от винта нужную тягу, необходимо изменить его конструкцию. Высотные винты делают с большим диаметром, обычно с большим числом лопастей, и придают им большую скорость вращения. Чтобы один и тот же винт мог эффективно работать и в стратосфере и в нижних слоях воздуха, его делают с поворачивающимися во время полета лопастями.
От успешного решения задач сохранения жизни пилотов и создания высотного двигателя зависит в основном развитие стратосферной авиации. Но, кроме того, перед высотной авиацией стоит еще ряд технических задач, без решения которых нельзя говорить о создании надежных стратопланов.
Над решением всего комплекса этих сложнейших технических проблем работают авиационные фирмы и военные лаборатории всего мира, j
В течение полутора лет после полета Дотати ни одной из стран не удалось поднять свой самолет на большую высоту.
Мировой рекорд Коккинаки
Главное соперничество в борьбе за высоту развертывалось между США, Францией и Италией, которым принадлежали все рекорды высоты.
Но вот на арену мировой борьбы за лучшую авиационную технику вышла молодая социалистическая страна со своей новой промышленностью, со своими смелыми людьми, овладевшими передовой техникой. И неожиданно для всех вдруг появилось известие о том, что советский пилот поднялся на 14 575 м.
Победоносное продвижение советской авиации ввысь началось с рекордного полета летчика Евсеева 10 августа 1935 г. Виктор Евсеев совершил подъем в стратосферу, достигнув высоты 11 080 м. На этой высоте он пробыл полтора часа, в течение которых дышал кислородом; из специально сконструированного им прибора, доказавшего полную надежность во время работы. Этим полетом был установлен новый всесоюзный рекорд высоты, перекрывший более чем на километр предыдущий рекорд, установленный в 1932 г. летчиком Поповым (9 960 м).
7 сентября т. Евсеев повторил полет, достигнув высоты 12 020 м.
20 ноября 1935 г. летчику Коккинаки удалось установить новый всесоюзный рекорд высоты—13 000 м. На другой день, 21 ноября, Коккинаки снова вылетел в стратосферу. Перед подъемом специальная комиссия тщательно осмотрела весь самолет и запломбировала приборы, которые должны были показать достигнутую высоту подъема. Старт был дан в 12 ч. 35 м. В 13 ч. 37 м. Коккинаки вернулся из стратосферы. Результатом полета было достижение нового мирового рекорда: высота подъема была определена комиссией в 14 575 м.
Мировое достижение в области высоты полета было завоевано Советским союзом1. При этом особенно ценным было то, что, как сказал конструктор самолета т. Поликарпов, «мы поставили мировой рекорд на серийной машине со стандартным мотором, в то время как итальянец Донати установил свой мировой рекорд на специальном самолете.»
Полет Коккинаки прошел блестяще. Он требовал громадной выдержки и стоил большого напряжения сил смелому пилоту — подлинному стахановцу авиации.
«Лететь было трудно, — рассказывает о своем полете т. Коккинаки. — Немного сказывалось утомление после предыдущего полета, сильно слепило солнце, ветер резал глаза. Как-то во время одного из последних подъемов стекла очков у меня покрылись сплошной коркой льда, и с тех пор я решил летать без очков. Плоскости самолета, мой комбинезон и шлем постепенно обледенели.
Начиная с двенадцати километров каждая сотня метров доставалась с большим трудом. Я чувствовал, что мне не хватает воздуха. Хотя кислородный прибор работал безотказно, но о стратосфере этого уже мало. Как только сделаешь вдох, — ощущаешь, что организму одного такого аппаратного питания мало. Больших напряжений также требовало и каждое, даже малейшее движение.»
Тов. Коккинаки, трезво отметив трудности высотных полетов, заявил:
«Я считаю эти мои полеты лишь началом работы по освоению стратосферы самолетом и надеюсь в дальнейшем завоевать еще большие высоты. Мой рекорд я рассматриваю как результат выполнения сталинских указаний о технике и людях, овладевших ею.
»
Новые победы
Весною 1936 г. т. Коккинаки поручили испытание нового самолета конструктора С. В. Ильюшина ЦКБ-26.
Самолет ЦКБ-26 представляет собой металлический моноплан с двумя моторами М-85 по 800 л. с. Самолет обладал большой скороподъемностью и мог свободно набирать большую высоту. Коккинаки решил установить на нем международный рекорд высоты полета с грузом в 500 кг. До настоящего времени этот рекорд принадлежал французскому летчику Синьерину, который 21 сентября 1932 г. поднялся на самолете Бреге-198 на высоту 10285 м.
17 июля самолет Коккинаки был уже на старте. B 8 ч. 33 м. вечера пилот уверенно повел самолет в стратосферу. На высоте около 7 км Коккинаки заметил, что один из моторов стал слегка перегреваться, поэтому он на некоторое время прекратил подъем и полетел горизонтально. Мотор скоро пришел в нормальное состояние, и подъем продолжался. Искусно маневрируя, Коккинаки прошел между облаками и на высоте 9,5 км вышел в безоблачные слои воздуха.
Вскоре приборы показали высоту более 11 км. Температура воздуха была —46 , т. е. значительно «теплее», чем во всех предыдущих полетах в стратосферу. В начале десятого часа вечера, когда солнце уже стало клониться к горизонту, пилот решил начать снижение, чтобы не пришлось садиться в темноте.
В 9 ч. 36 м., т. е. через 63 мин. после взлета, Коккинаки спокойно опустился на аэродроме.
Вся документация полета была направлена в Центральный аэроклуб, на основании чего его спортивная комиссия вынесла постановление: «Засвидетельствовать достигнутую пилотом В. К. Коккинаки высоту полета равной 11 458 м» и направить соответствующие материалы в президиум Международной авиационной федерации «для засвидетельствования и утверждения этого рекорда как международного».
Через несколько дней Коккинаки на том же самолете совершил еще один рейс в стратосферу, на этот раз уже с грузом в 1 т, и поднялся на 11 746 м.
Предыдущий международный рекорд высоты полета с коммерческой нагрузкой в 1 т также принадлежал французскому летчику Синьерину: в 1932 г.
он поднялся на самолете Бреге-198 на высоту 8 980 м. Коккинаки во время своего полета 26 июля 1936 г. почти на 3 км перекрыл этот рекорд.
Одновременно с полетом Коккинаки очень удачно совершил стратосферный полет с грузом в 1 т летчик М. Ю. Алексеев. Полет Алексеева не был предварительно зарегистрирован в Центральном аэроклубе и поэтому не может считаться официальным рекордом. Но результат этого полета показывает новую победу нашей авиации и демонстрирует блестящие достижения конструкторской мысли в Советском союзе.
Летчик-испытатель М. Ю. Алексеев летел на транспортном самолете, сконструированном в Центральном аэродинамическом институте (ЦАГИ) бригадой инженера-конструктора А. А. Архангельского под руководством проф. А. Н. Туполева. Этот самолет представляет собой хорошо обтекаемый моноплан с убирающимся в полете шасси. Он имеет два советских мотора М-10О. Постройка произведена на заводе опытных конструкций ЦАГИ. Самолет оборудован новейшими советскими приборами.
Во время полета Алексеев достиг высоты 12 123 м.
3 августа 1936 г. Коккинаки поднялся на высоту 13 110 м снова с грузом в 500 кг. Этим полетом неутомимый пилот не только перекрыл на 2825 м рекорд Синьерина, но превзошел и свое предыдущее достижение. Через несколько дней он опять поднялся в стратосферу с грузом в 1 т. В своем письме к товарищу Сталину Коккинаки писал об этом полете:
«21 августа я совершил высотный полет на двухмоторном транспортном самолете ЦКБ-26 конструкции инж. С. В. Ильюшина, имея на борту коммерческий груз в 1000 кг, и достиг высоты 12 101 м, тем самым превысил существующий международный рекорд, который принадлежал мне.
Продолжаю работать над высотными полетами.»
В течение одного месяца или точнее 35 дней летчик Коккинаки установил два международных рекорда и затем сам же перекрыл каждый из них, дав еще более высокие показания.
Закончив полеты в стратосферу с грузом в 500 и 1000 кг, Коккинаки перешел к выполнению новой задачи.
7 сентября 1936 г. он совершил подъем на том же самолете ЦКБ-26 с грузом в 2 т. Несмотря на густую облачность, смелый пилот, искусно выбирая отдельные просветы между облаками, поднял свою перегруженную машину на высоту 11 295 м.
Убедившись, что самолет перестал идти дальше вверх и летел горизонтально, пилот решил, что весь потолок выбран и начал спуск на землю, благополучно посадив машину на аэродроме. Весь полет продолжался 66 мин.
Третий международный рекорд высоты был завоеван Советским союзом. Своим полетом Коккинаки почти на 3000 м перекрыл прежний рекорд высоты подъема с грузом > 2 т. Этот рекорд был установлен 12 мая 1934 г. итальянскими летчиками Мауро и Оливари, которые на самолете Савойя-Маркетти-72 достигли высоты 8 438 м.
«Мне кажется, — сказал т. Коккинаки, — что все возможности машины в области высотных полетов использованы. Из шести существующих международных рекордов высоты — три установлены мною на самолете ЦКБ-26. Это лучше всего свидетельствует об исключительных качествах машины, сконструированной т.
Ильюшиным».
СССР — впереди!
Через 4 дня после полета в стратосферу летчика Коккинаки с грузом в 2 т другой советский летчик майор Андрей Борисович Юмашев установил новый международный рекорд высоты полета с грузом в 5 т.
До этого времени рекорд высоты с нагрузкой в 5 т принадлежал французскому летчику Люсьену Купе, который поднялся в июле 1934 г. на самолете Фарман-221 с четырьмя моторами Гном-Рон К-14 на высоту 6649 м.
11 сентября 1936 г. т. Юмашев с воентехником 1 ранга Н. Л. Калашниковым совершили на советском самолете АНТ-6 с 4 моторами АМ-34 по 800 л. с. подъем на 8102 м, имея на борту 5 т груза.
«Чувствовали мы себя хорошо, — рассказывает Юмашев, — только очень мерзли руки, так как перчатки были недостаточно теплы, а кабина — открытая; температура воздуха на предельной высоте —37°.
Я лишь официально утвердил результаты, которые показывали и могут показывать сотни советских пилотов.»
Полет майора Юмашева еще раз показал блестящие качества нашей авиации и людей, работающих в ней.
Отвечая на поздравление вождя всех трудящихся товарища Сталина с достижением рекорда высоты, т. Юмашев писал:
«Как летчик-испытатель я сделаю все, что от меня зависит, чтобы машины, испытанные мною, были в руках героических летчиков нашей славной Красной армии грозным и бесперебойно действующим оружием.»
Дав такое обещание товарищу Сталину, Юмашев на другой же день подтвердил его новым рекордным полетом. 16 сентября 1936 г. он вместе с т. Калашниковым совершил высотный полет на самолете АНТ-6 с грузом в 10 т. Во время этого полета они достигли высоты в 6605 м, перекрыв более чем на 3000 м прежний международный рекорд.
Пять международных рекордов высоты полета на сухопутных самолетах с коммерческими нагрузками в полтонны, одну, две, пять и десять тонн были завоеваны нашими летчиками.
Из рекордов высотных полетов с грузом оставался только один — подъем максимального груза на высоту 2000 м. Итальянским пилотом Антонини был поднят на эту высоту груз в 10 т.
20 сентября 1936 г. советские пилоты решили и эту последнюю задачу. Летчик Юмашев с бортмехаником Шевердинским поднялись на самолете АНТ-6 на высоту 2000 м с грузом в 12 т.
Все шесть существующих международных рекордов полетов с грузом на высоту принадлежат теперь Советскому союзу. Год тому назад нам не принадлежало ни одного рекорда.
Таких темпов еще не знала мировая авиация!
Значение советских достижений особенно велико благодаря тому, что наши рекорды установлены не на специальных самолетах, а на серийных машинах, которые состоят на службе в нашем воздушном флоте. Эти достижения удалось осуществить благодаря высокому мастерству советских летчиков и наличию прекрасной производственной базы.
Победы советской высотной авиации еще раз показали, что под руководством партии и правительства, под личным наблюдением товарища Сталина Страна советов создала лучший в мире воздушный флот.
Москва
5/Х 1936
Комментарии к статье
1Так как в ноябре 1935 г.
Советский союз еще не вступил в Международную авиационную федерацию, то официально полет Коккинаки не был признан рекордным и мировым рекордом высоты оставался полет Донати.
В настоящее время рекорд Донатя превзойден французским летчиком Детре — 14 800 м и затем англичанином Свэйном, поднявшимся в сентябре 1936 г. на высоту 15 229 м.
HiDRON Stratospheric Aircraft, Соединенные Штаты Америки
Стратосферный самолетHiDROID — совместная разработка компаний UAVOS и Stratodynamics Aviation. Кредит: УАВОС.
Первый испытательный полет HiDROID был проведен в ноябре 2018 года. Фото: UAVOS.
Стратосферный самолет HiDROID имеет размах крыльев 3,4 метра. Кредит: УАВОС.
Максимальный взлетный вес БПЛА составляет 4,5 кг. Кредит: УАВОС.
HiDRON — это беспилотный стратосферный летательный аппарат, разработанный и изготовленный компаниями UAVOS и Stratodynamics.
Американский производитель летательных аппаратов UAVOS занимается производством, а Stratodynamics отвечает за ввод самолета в эксплуатацию.
Самолет HiDRON будет выполнять измерения и анализ атмосферных данных, собранных на разных высотах в разных географических точках.
Беспилотный планер, запускаемый на воздушном шаре, успешно завершил свой первый испытательный полет в ноябре 2018 года.
Миссии HiDRON
Стратосферный летательный аппарат может использоваться в различных миссиях, таких как исследование изменения климата, калибровка и проверка спутников, наземная калибровка датчиков, оценка аэрозолей, аэрофотосъемка и телекоммуникации.
Его можно использовать для наблюдения за экстремальными погодными условиями, сбора данных о погоде на больших расстояниях и наблюдения за морским льдом.
HiDRON предлагает альтернативное решение для глобального рынка датчиков и мониторинга окружающей среды вместо подверженного повреждениям и неточного оборудования для измерения атмосферы.
Стратосферный летательный аппарат также обеспечивает большую безопасность бортовых полезных грузов и безопасно возвращает их на землю.
Дизайн и разработка стратосферного самолета HiDRON
БПЛА HiDRON имеет компактную конструкцию. Его обтекаемый корпус и оптимизированный аэродинамический дизайн обеспечивают высокие летные характеристики и эксплуатационную эффективность.
Крылья установлены высоко в средней части фюзеляжа, а стабилизирующие конструкции в задней части расположены по схеме Т-образного оперения. В передней части размещается полезная нагрузка.
«Планер достиг максимальной высоты 6000 м и оставался в воздухе в течение 1,5 часов во время первого полета».
БПЛА имеет превосходный размах крыльев 3,4 м и может быть интегрирован с системами полезной нагрузки до 1 кг.
Летно-технические характеристики БПЛА впервые успешно проверены в ходе программы летных испытаний в ноябре 2018 г.
Самолет продемонстрировал устойчивость и управляемость после развертывания аэростатной системы, а также работоспособность радиолинии и резервного спутника Iridium система связи.
БПЛА также продемонстрировал способность собирать данные в суровых погодных условиях.
Полезные нагрузки и системы связи HiDRON
Тепловые и атмосферные данные, собранные планером во время его полета обратно на землю, будут передаваться в режиме реального времени на наземную станцию. Сеть ретрансляции данных поддерживается системой телеметрии и резервной системой спутниковой связи Iridium. Безопасность БПЛА во время полета обеспечивают аварийные режимы полета.
Тепловые и волновые условия, собираемые летательным аппаратом в режиме реального времени, обрабатываются алгоритмами полета, передаваемыми автопилоту, чтобы увеличить продолжительность полета и траекторию полета. Данные, переданные на станцию управления, будут оцениваться для дальнейшего использования.
Системы запуска и спасения
Планер можно запустить в стратосферу с помощью воздушного шара, наполненного гелием. БПЛА будет выпущен аэростатом после достижения заданной высоты или предела высоты, установленного оператором наземного пункта управления.
Спасение самолета может быть выполнено с помощью полностью автоматической системы посадки. Автопилот выбирает место, указанное оператором, чтобы плавно посадить самолет.
Производительность HiDRON UAV
Максимальный взлетный вес стратосферного самолета HiDRON составляет приблизительно 4,5 кг. Ожидается, что его грузоподъемность увеличится на следующих этапах разработки.
Вертикальная скорость во время запуска варьируется от 3 м/с до 4 м/с. Дрон будет лететь со скоростью ниже 3 м/с во время снижения, в зависимости от высоты.
Планер достиг максимальной высоты 6000 м и оставался в воздухе в течение 1,5 часов во время первого полета.
Теги Избранная домашняя страница Верхний раздел Самые читаемые
DLR разрабатывает беспилотный стратосферный летательный аппарат
Высоко в воздухе
Исследование альфа-проекта HAP
В отличие от самолетов и негеостационарных спутников высотные платформы должны иметь возможность постоянного развертывания в любом месте и использоваться для решения многих задач в области наблюдения Земли.
К ним относятся наблюдение за судоходными путями, разведка в случае наводнений и лесных пожаров или наблюдение за ледовыми поверхностями.
Download
Легкая конструкция
Платформа на солнечных батареях имеет обычную конфигурацию, но будет очень легкой, с общим весом 138 кг и размахом крыла 27 метров. Сенсорные системы, включая камеру высокого разрешения и радиолокационную систему с синтезированной апертурой, не будут весить более пяти килограммов каждая.
Скачать
Демонстрационная модель сегмента крыла
Используя демонстратор крыла, команда тестирует концепции конструкции основного лонжерона, нервюр и поверхности крыла, а также интеграцию солнечных батарей.
Загрузить
- 17 институтов DLR разрабатывают беспилотный стратосферный летательный аппарат на солнечной энергии.
- Высотная платформа (HAP) alpha весит 36 кг, имеет грузоподъемность 5 кг, размах крыльев 27 метров и, как ожидается, будет летать на высоте 20 километров.
- Первый полет планируется к концу 2022 года.
- Фокус: Аэронавтика, космос, цифровизация, безопасность
DLR с первого взгляда
Немецкий аэрокосмический центр (DLR) — национальный центр аэронавтики и космических исследований Федеративной Республики Германии.
Наблюдение за Землей и глобальная связь — эти два термина сразу же наводят на мысли о спутниках. Создание этих спутников и вывод их на орбиту требует больших затрат, и по окончании их миссии их останки иногда превращаются в космический мусор. Однако самолеты или вертолеты также не идеальны для этих задач. Их развертывание ограничено факторами времени и места и сильно зависит от погоды. Группа из Немецкого аэрокосмического центра (Deutsches Zentrums für Luft- und Raumfahrt; DLR) исследует и разрабатывает беспилотный стратосферный летательный аппарат на солнечной энергии для будущих научных экспериментов, который сочетает в себе преимущества космических полетов и аэронавтики.
Исследователи DLR назвали свой технологический носитель HAP alpha. «HAP означает «Высотная платформа», — объясняет Флориан Никодем из Института полетных систем DLR. «Обычно это платформы на солнечных батареях, которые постоянно размещаются в нижних слоях стратосферы на высоте 20 километров». На этой высоте они летают намного выше гражданского воздушного движения и даже выше погоды. Они могут быть развернуты в любом месте при наличии достаточного количества солнечной энергии и, в зависимости от их полезной нагрузки, могут использоваться для самых разных задач. Они не зависят от погоды после достижения нижней стратосферы, а также не зависят от продолжительности миссии, поскольку на борту нет экипажа. Этим они и отличаются от обычных самолетов.
Высотная платформа – беспилотная и долговечная на большой высоте
Самолеты, способные летать в стратосфере, вызывают все больший интерес в исследованиях и промышленности из-за их обширного потенциала применения.
Приобретение комплексных системных знаний для высотных самолетов является целью межотраслевой «Высотной платформы» (HAP) DLR…
Авторы и права: © ДЛР. Все права защищены
HAP alpha предназначен для полета на высоту 20 километров с пятикилограммовой полезной нагрузкой, но пока не может находиться там в течение длительного периода времени. Надежная и модульная конструкция платформы позволяет легко модифицировать ее. С размахом крыльев 27 метров он сравним с самолетом, способным к непрерывному полету, но его конструкция весит всего 36 килограммов. «Мы смогли добиться малого веса для такого размера, используя чрезвычайно легкую конструкцию из полимера, армированного углеродным волокном (CFRP), — объясняет Никодем. «Основной лонжерон, фюзеляж и хвостовой лонжерон конструкции изготовлены из углепластиковых труб круглой намотки. Они очень легкие, но очень устойчивые».
17 институтов DLR работают над первым полетом
Беспилотный демонстратор на солнечной энергии — не единственное, что команда разрабатывает в рамках проекта.
Наземная станция, рабочие процедуры и три полезных груза, которые будут перевозиться на платформе, также являются частью исследований. Мобильная наземная станция будет использоваться исследователями для координации миссий и приема данных. Он устанавливается в переносных контейнерах и должен иметь возможность обмениваться данными с HAP на расстоянии более 100 километров. Три полезных нагрузки, в том числе высотная платформа модульной аэрофотокамеры высокого разрешения (MACS-HAP) и радар с синтезированной апертурой высотной платформы (HAPSAR), предлагают широкий спектр будущих приложений. В общей сложности 17 институтов DLR из области аэронавтики, космоса и безопасности совместно работают над HAP alpha, проект возглавляет Институт полетных систем в Брауншвейге.
В апреле 2019 года команда продемонстрировала, что установленные системные требования и разработанная форма самолета подходят для достижения целей проекта. В ходе следующей проверки предварительного проекта исследователи показали, что предварительный проект платформы отвечает всем системным требованиям в рамках спецификаций стоимости и сроков, а риски, связанные с будущими изменениями, сведены к минимуму.
Результат обзора формирует основу для дальнейшего развития проекта на стадии детального проектирования и подтверждает, что исследователи выбрали правильные варианты дизайна, определили необходимые интерфейсы и спланировали правильные методы проверки. В настоящее время исследователи готовят критический обзор дизайна, который проверит, может ли детальный дизайн достичь целей проекта. После этого начнется производство и сборка отдельных компонентов.
HAP отправляется рейсом
Планируется, что первый испытательный полет HAP alpha состоится в конце 2022 года. Первоначально самолет будет просто выполнять полеты на малых высотах над территорией Национального экспериментального испытательного центра беспилотных авиационных систем в Кокштедте. Высота полета составит несколько сотен метров. После успешных маловысотных испытаний высота полета будет постепенно увеличиваться до целевых 20 километров в ходе дальнейших высотных полетов. «В отличие от первых испытательных полетов в Кохштедте, где продолжительность испытаний составит всего несколько часов, высотный полет может занять до 24 часов из-за малой скорости полета HAP, даже если платформа будет находиться на высоте всего 20 километров примерно за два часа», — говорит Никодем, объясняя сложность будущих испытаний.
Для проведения этих испытаний команда должна иметь в наличии несколько экипажей и готовиться к их смене.
Полезная нагрузка также будет использоваться в будущих высотных полетах. С каждым тестом команда будет набираться опыта и сможет модифицировать HAP, чтобы обеспечить более длительные полеты. После достижения достаточной эксплуатационной безопасности команды и платформы на такой большой высоте стратосферный самолет можно было бы использовать в качестве экспериментального носителя полезной нагрузки и новых технологий для конкретных платформ. Одним из примеров может быть использование HAP в качестве концентратора цифровой связи для поддержки развертывания сети 5G.
Краткий обзор DLR
Немецкий аэрокосмический центр (DLR) — национальный центр аэронавтики и космических исследований Федеративной Республики Германии.
Продолжить чтение
О HAP
17 институтов и объектов DLR участвуют в межотраслевом проекте внутренней высотной платформы (HAP) DLR: Институт полетных систем, Институт композитных конструкций и адаптивных систем, Институт аэроупругости, Институт аэродинамики и технологии потока, Институт полета.
Руководство, Институт связи и навигации, Институт программных технологий, Systemhaus Technik, Институт системной динамики и управления, Немецкий центр данных дистанционного зондирования, Институт микроволн и радиолокации, Институт технологии дистанционного зондирования, Институт оптических сенсорных систем, Институт физики атмосферы, Центр космических операций и подготовки космонавтов, Институт робототехники и мехатроники и Институт сетевых энергетических систем.
Проект HAP был запущен в 2018 году и продлится до 2022 года.
Контакт
Жасмин Бегли
Брауншвейг, Кохштедт, Штаде и Трауэн
Немецкий аэрокосмический центр (DLR)
Корпоративные коммуникацииФлориан Никодем
Немецкий аэрокосмический центр (DLR)
Институт полетных систем
Критические системы безопасности и системная инженерия
Краткий обзор институтов и объектов DLR.
Информационный бюллетень
Информационный бюллетень
Будьте в курсе и подпишитесь на информационный бюллетень DLR со статьями редакции DLR на немецком и английском языках.
На подписку
Последние новости
Технологическая платформа PtL – исследование DLR направлено на промышленное производство топлива на основе электроэнергии
15 марта 2023 г.
С технологической платформой PtL (TPP) Немецкий аэрокосмический центр (DLR) делает решительный шаг к продвижению технологий производства топлива на основе электричества, также известного как топливо Power-to-Liquid (PtL) или электронное топливо. в промышленных масштабах.Студенческие эксперименты на пути к МКС
13 марта 2023 г.
