Solar Impulse

Solar Impulse – szwajcarski projekt eksperymentalnego samolotu dalekiego zasięgu zasilanego wyłącznie energią słoneczną, a także nazwa dwóch zbudowanych w ramach tego projektu latających egzemplarzy^[1]. Finansowany prywatnie projekt był prowadzony przez szwajcarskiego inżyniera i przedsiębiorcę André Borschberga oraz szwajcarskiego psychiatrę i baloniarza Bertranda Piccarda, którzy wcześniej wspólnie pilotowali balon Breitling Orbiter 3. Pierwszy balon, który okrążył Ziemię bez międzylądowania^[2]. Celem projektu Solar Impulse było wykonanie pierwszego w historii okrążenia Ziemi pilotowanym samolotem o stałym skrzydle z wykorzystaniem wyłącznie energii słonecznej oraz zwrócenie uwagi świata na czyste technologie^[3].

Solar Impulse

Dane podstawowe
Państwo	Szwajcaria
Producent	Solar Impulse Project
Typ	samolot doświadczalny
Konstrukcja	kompozytowa
Załoga	1
Historia
Data oblotu	3 grudnia 2009
Dane techniczne
Napęd	4 x silnik elektryczny
Moc	7,5 kW (10 KM) każdy
Wymiary
Rozpiętość	63,4 m
Długość	21,85 m
Wysokość	6,4 m
Powierzchnia nośna	200 m²
Masa
Własna	1600 kg
Startowa	2000 kg
Osiągi
Prędkość maks.	70 km/h
Pułap	8500 m
Dane operacyjne
Użytkownicy
Szwajcaria

Historia

Autorem pomysłu budowy samolotu napędzanego tylko energią słoneczną, jest szwajcarski psychiatra, Bertrand Piccard, który wraz z Brianem Jonesem okrążył Ziemię w 1999 roku na pokładzie balonu Breitling Orbiter. W 2001 roku obaj piloci udali się do Stanów Zjednoczonych, gdzie zapoznali się z najnowszymi technologiami wykorzystywania energii słonecznej. Po powrocie do Europy, Piccard zainteresował swoim pomysłem Politechnikę w Lozannie, którą poprosił o wykonanie projektu aparatu napędzanego energią słońca. 28 listopada 2003 roku oficjalnie rozpoczęto program Solar Impulse Project, którego celem była budowa tego typu maszyny. 29 czerwca 2004 roku powołano do życia spółkę Solar Impulse, jej założycielami zostali Bertrand Piccard, Brian Jones, Luiggino Torrigiani oraz szwajcarski pilot i przedsiębiorca André Borschberg. Ten ostatni został również osobą odpowiedzialną za zarządzanie całością projektu. W prace projektowe nad nowym samolotem włączały się kolejne instytucje. Politechnika w Lozannie zajęła się opracowywaniem struktur i materiałów potrzebnych do budowy płatowca, Europejska Agencja Kosmiczna podjęła badania nad ogniwami słonecznymi, inżynierowie z Dassault Aviation konsultowali projekt samego płatowca. Pieniądze przekazane na rzecz projektu przez belgijski Solvay pozwoliły na rozpoczęcie prac konstruktorskich. W kolejnych latach wśród darczyńców wspierających finansowo całe przedsięwzięcie znalazły się między innymi Deutsche Bank, Omega, Schindler, Bayer MaterialScience, Altran, Swisscom. W listopadzie 2007 roku zaprezentowano ostateczny projekt samolotu. Cechą charakterystyczną nowej maszyny była bardzo duża rozpiętość skrzydeł, wynosząca 63 metry (rozpiętość skrzydeł Boeinga 747 waha się w zależności od wersji w granicach od 60 do 70 metrów). W 2008 roku specjaliści z politechniki i Dassault Aviation zbudowali symulator umożliwiający zapoznanie się z techniką lotu samolotu. W tym samym roku rozpoczęto również budowę samolotu. Gotową maszynę po raz pierwszy zaprezentowano w czerwcu 2009 roku na lotnisku w Dübendorf.

Loty

3 grudnia 2009 roku samolot wykonał krótki, 400 metrowy przelot testowy na wysokości około 1 metra nad płytą lotniska. 7 kwietnia 2010 roku Solar Impulse (zarejestrowany w Szwajcarii ze znakami HB-SIA) wzbił się do swojego kolejnego lotu z lotniska w Payerne. Tym razem maszyna osiągnęła pułap rzędu 1000–1200 metrów, a cały przelot trwał 87 minut. Za sterami samolotu siedział Markus Scherdel. Pięć miesięcy później, z 7 na 8 lipca, samolot wystartował do kolejnego lotu mającego na celu sprawdzenie, czy maszyna napędzana tylko energią słoneczną może również latać w nocy. Za sterami samolotu usiadł André Borschberg, który spędził w powietrzu 26 godzin. Samolot wzniósł się na maksymalną wysokość 8720 metrów, leciał ze średnią prędkością wynoszącą 38,2 km/h (maksymalnie uzyskując prędkość 125,9 km/h) i udowodnił, że całodobowe przeloty maszyn napędzanych energią słoneczna są możliwe. Solar Impulse w swoim locie ustanowił dwa rekordy świata, czasu trwania lotu i uzyskanej wysokości przez maszyny zasilane energia słoneczną. 13 maja 2011 roku Solar Impulse po raz pierwszy wykonał lot międzynarodowy lecąc do Brukseli.

Solar Impulse 2

Drugi egzemplarz eksperymentalnego samolotu zasilanego wyłącznie energią słoneczną, zbudowanego w ramach szwajcarskiego projektu Solar Impulse. W latach 2015-2016 wykonał pierwsze w historii lotnicze okrążenie Ziemi z wykorzystaniem wyłącznie energii słonecznej. Samolot pilotowali na zmianę André Borschberg i Bertrand Piccard.

Historia budowy

Budowa Solar Impulse 2 rozpoczęła się w 2011 roku. Pierwotnie planowano ukończenie samolotu w 2013 roku i próbę okrążenia Ziemi w 2014 roku. W lipcu 2012 roku podczas testów statycznych pękł główny dźwigar skrzydła, co spowodowało poważne opóźnienia. Pierwszy lot Solar Impulse 2 odbył się 2 czerwca 2014 roku z lotniska w Payerne (Szwajcaria).

Okrążenie Ziemi 2015–2016

Start nastąpił 9 marca 2015 roku z lotniska Al Bateen w Abu Zabi. Trasa wiodła wyłącznie po półkuli północnej. Planowano 12 międzylądowań, ostatecznie wykonano ich 17.

Najważniejsze rekordy ustanowione podczas lotu:

• Najdłuższy lot na energię słoneczną (czas i dystans): Nagoya → Hawaje, 117 h 52 min, 8924 km (pilot André Borschberg)
• Najdłuższy samotny lot w historii lotnictwa (czas): 117 h 52 min

Po przelocie nad Pacyfikiem (czerwiec-lipiec 2015) przegrzanie akumulatorów wymusiło 9-miesięczną przerwę na Hawajach. Lot wznowiono w kwietniu 2016 roku. Samolot wylądował z powrotem w Abu Zabi 26 lipca 2016 roku po 23 dniach czystego czasu lotu (558 godzin) i pokonaniu 42 438 km ze średnią prędkością 76 km/h.

Loty

Solar Impulse 2 rozpoczął okrążenie Ziemi 9 marca 2015 roku startem z Abu Zabi do Maskatu (13 h 1 min, 772 km), następnie poleciał 10 marca z Maskatu do Ahmedabadu (15 h 20 min, 1593 km), 18 marca z Ahmedabad do Waranasi (13 h 15 min, 1170 km), w nocy z 18 na 19 marca z Waranasi do Mandalaj (13 h 29 min, 1536 km), z 29 na 30 marca z Mandalaj do Chongqing (20 h 29 min, 1636 km), z 20 na 21 kwietnia z Chongqing do Nankinu (17 h 22 min, 1384 km), od 30 maja do 1 czerwca z Nankinu do Nagoi (lądowanie awaryjne, 44 h 9 min, 2942 km), od 28 czerwca do 3 lipca wykonał rekordowy przelot z Nagoi na Hawaje do Kalaeloa (117 h 52 min, 8924 km), dziewięć miesięcy później, 21–24 kwietnia 2016, kontynuował z Kalaeloa do Mountain View w Kalifornii (62 h 29 min, 4086 km), 2-3 maja z Mountain View do Phoenix (15 h 52 min, 1113 km), 12-13 maja z Phoenix do Tulsa (18 h 10 min, 1570 km), 21-22 maja z Tulsa do Dayton (16 h 34 min, 1199 km), 25-26 maja z Dayton do Lehigh Valley (16 h 49 min, 1044 km), 11 czerwca z Lehigh Valley do Nowego Jorku (4 h 41 min, 265 km), 20–23 czerwca z Nowego Jorku do Sewilli (71 h 8 min, 6765 km), 11–13 lipca z Sewilli do Kairu (48 h 50 min, 3745 km), a wreszcie 23-26 lipca 2016 z Kairu z powrotem do Abu Zabi (48 h 37 min, 2694 km), kończąc pierwsze w historii okrążenie Ziemi samolotem zasilanym wyłącznie energią słoneczną po 17 etapach, 558 godzinach i 7 minutach lotu oraz 42 438 km trasy przy średniej prędkości 76 km/h.

Losy po zakończeniu projektu

We wrześniu 2019 roku samolot został sprzedany hiszpańsko-amerykańskiej firmie Skydweller Aero, która rozwija bezpilotowe, autonomiczne wersje o nieograniczonym czasie lotu (tzw. "pseudo-satelity"). W 2023-2024 Skydweller przeprowadził pierwsze w pełni autonomiczne loty Solar Impulse 2 (już bez pilota na pokładzie) w Hiszpanii i w stanie Missisipi. Po zakończeniu programu badawczo-rozwojowego samolot ma wrócić do Szwajcarii i trafić na stałą ekspozycję w Szwajcarskim Muzeum Transportu (Verkehrshaus der Schweiz) w Lucernie.

Konstrukcja

Solar Impulse jest jednoosobowym, wolnonośnym górnopłatem napędzanym czterema silnikami elektrycznymi każde z dwułopatowym śmigłem o średnicy 3,5 m i akumulatorami litowo-polimerowymi. Maszyna zbudowana jest z materiałów kompozytowych zapewniających odpowiednią sztywność konstrukcji a jednocześnie nie powodując znacznego przyrostu masy samolotu. Na skrzydłach i stateczniku pionowym zamontowano 11 628 monokrystalicznych ogniw słonecznych, których łączna masa wynosi 400 kg. Zapewnia to średnio 250 W energii dostarczanej przez słońce na metr kwadratowy.