Знание-сила, 2009 № 12 (990) - Фишер

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.

Сделав остановку на Канарских островах, катамаран миновал затем 5000 километров за тридцать дней и в начале февраля 2007 года прибыл на остров Мартиника в Карибском море, став первым судном, которое пересекло Атлантический океан, используя лишь энергию солнца.

«Успех этого предприятия, несомненно, знаменует наступление новой эпохи — эпохи солнечной энергетики. Без использования возобновляемых энергоносителей невозможен путь в будущее. На примере судна, приводимого в движение солнечной энергией, мы хотим показать, что эта технология уже созрела для практического применения и теперь должна войти в наш повседневный быт, — подчеркивает инициатор проекта Мартин Фосселер. — Нам было достаточно запасенной энергии, чтобы плыть и днем, и ночью, и в пасмурную погоду, например, в бурю или при сильном ветре. Энергии хватало для холодильника и ноутбука; у нас на судне никогда не было проблем с энергией. Для меня это блестящий успех».

У швейцарских энтузиастов уже появились последователи. Плавание Sun21 оказалось хорошей рекламной акцией.

«Прибытие катамарана навело меня на мысль снабдить местных жителей подобными лодками, приводимыми в движение солнечной энергией, — отмечает уполномоченный по охране окружающей среды острова Мартиника Тьерри Зафа. — Огромная проблема для нашего острова — это транспорт. Мартиника задыхается от километровых автомобильных пробок». Солнечные лодки могли бы частично разрешить эту проблему.

Наша «передышка» закончилась. Мы совершили мысленное плавание по волнам фантазии и яви. И вновь в фокусе солнечных лучей — самолет, похожий на летучую мышь. Несмотря на все трудности, спонсоры, в том числе Deutsche Bank, убеждены, что будущее принадлежит подобным машинам. Недаром Еврокомиссия в 2008 году назвала самолет Пикара «символом Европы». Руководитель Международной ассоциации воздушного транспорта Джованни Бизиньяни подчеркивает, что использование солнечной энергии позволит сделать авиацию экологически чистой, свести к нулю выбросы в атмосферу углекислого газа.

В чем-то предстоящий полет Пикара — лишь эксперимент, авантюра. На практике солнечные самолеты — дело отдаленного будущего. Зато новые технологии, разработанные специально для этой экспедиции, можно уже сегодня применять и в других отраслях промышленности, и в повседневной жизни.

Многие эксперты, правда, настроены очень скептично, полагая, что и через полвека не появятся пассажирские самолеты, приводимые в движение солнечными лучами. Ведь количество энергии, даруемой нашим светилом, за это время никак не возрастет. У Солнца прогресса нет. Поэтому кругосветный перелет, даже если он завершится триумфом, все же не позволит судить об уровне развития данного направления авиации.

Не случайно крупные концерны в поисках новаторских технологий делают ставку на самолеты, использующие в качестве топлива биомассу или водород. Например, в 2008 году компания «Боинг» провела в Испании успешные испытания многоместного самолета, работающего на топливных элементах.

Зато по-настоящему интересные перспективы открываются в том виде авиации, которого пока нет, — в создании автоматических платформ, способных курсировать в стратосфере на высоте более двадцати километров. Подобный тип летательных аппаратов, приводимых в движение только энергией солнца, рассматривается как альтернатива дорогостоящим спутникам или научно-исследовательским зондам. Они месяцами будут кружить близ Земли, наблюдая за отдельными регионами планеты, картографируя местность или проводя метеорологические исследования; их можно использовать также в телекоммуникационных системах или в разведывательных целях.

Кстати, в 2008 году Агентство передовых оборонных исследовательских проектов Министерства обороны США уже получило заказ на разработку подобной платформы.