Ла солярис-ликбез

Текущая версия на 10:07, 3 июня 2024

Солнцелёты---автор Книжников ВВ

Удельная мощность фотонов солнечной радиации около орбиты планеты Земля около 1400 вт/м2 в вакууме! Спектр излучения в 5000гр Кельвина достаточно широк----от тепловых инфракрасных, видимого диапазона семи цветной радуги и до ультрафиолета!

В современном мире стало актуально применение солнечной электро-энергетики в промышленных масштабах благодаря НТП----резкое снижение себестоимости производства и росту эффективности солнечных электро-батарей (СЭБ) с 5% первого поколения до 25% третьего! Коэффициент полезного действия (КПД) серийных промышленных солнечных батарей (оснащенных электроникой кремниевых модулей) за последние 10–15 лет вырос от 16% до 20%. Теоретический предел кремниевых монокристаллических батарей — 30%. Этот тип солнечных элементов по-прежнему остается самым популярным, как и десятки лет назад.

Проходимость света сильно зависит от оптической прозрачности  земной воздушной атмосферы и поэтому пылевая дымка, тучи и туман сильно поглощают 
энергию светового потока от Солнца и резко понижают мощность СЭБ!

Толщина воздушной атмосферы также влияет на удельную мощность света на поверхности земли---так на экваторе при солнце в зените максимальная перпендикулярная проникаемость сквозь всего 100км неба, а на полюсах лучи под малым углом преодолевают до 1000 км неба и ослабевают на порядок! Интенсивность и спектральная температура падает в пару-тройку раз в европейских широтах относительно экватора и зависит от угла возвышения светила над горизонтом!

Одна из разновидностей электро-лётов это солярис или по русски "Солнцелёты", где э-ВМГ получает энергию от полупроводниковых солнечных элементов типа панелей на жесткой подложке при КПДсэб=(20--25)% или гибкой тонкой легкой плёнке с КПДсэб=(10--15)% полученной по нано-технологиям расположенных на верхней поверхности крыльев и стабилизаторе!

На практике удельная мощность СЭБ расположенных под 90гр к солнечным лучам всего (150--300)вт/м2 в зависимости от земной широты и высоты приёмника, но этого уже хватает для эффективного применения как автономного самостоятельного источника энергии для полноценного полёта ЛА несмотря на то что угол падения Света к плоскости крыльев обычно не превышает (30--60)гр летом днем в российских широтах и реальную уд.мощность можно принять как 100вт/м2 !

[1] -----ТТХ примерные: масса полётная 400кг, груз 150кг(два человека), масса акку ЛИ-ПО 40кг, СЭ 10кг?, масса сухого мотопланера 150кг, размах 23м, длина 9м, площадь несущая 20м2, АКмах=40!, профиль двояковыпуклый ламинарный 16%, Сумах=1, скорость планирования 22м/с, крейсер 24м/с=86км/ч, диапазон (70--140)км/ч, скорость снижения при планировании 0.55м/с, КПДвмг=75%, э-мощность пиковая 20квт, круиз 3квт, тяга на стопе 500Н, скороподъёмность 2м/с при угле кабрирования 6гр, перегрузка пиковая Кт=5же, ЭТСмах=3с2/м!!!

Теоретически мото-планер размахом 4м и площадью крыла в 100 дм2 при САХ=250мм и полётной массой 2000г с маленьким буферным акку весь обклеенный СЭБ при э-ВМГ мощностью всего в 100вт будет пол дня набирать высоту в 12 км при скороподъёмности (1.5--0.5)м/с (там плотность разряженного воздуха всего ро=0.4кг/м3 и температура воздуха -50грС) и всю ночь планировать почти до земли на АКмах=25! при скорости снижения (0.5--0.25)м/с----это "бесконечно" круглосуточный полёт по кругу в качестве высотного ретранслятора мобильного интернета в малонаселённой глуши![2]

Но на практике усталостный ресурс элементов конструкции планера и выработки электро-компонентов авионики и механики ВМГ реальная автожизнь всего 7 
суток или около 170 часов!

С ростом габаритов с минидрона до максидрона возможно увеличение ресурса до 30 суток при размахе (30--40)метров, несущей площади (40--50)м2 и массе в (150--200)кг при АКмах=(40--50)! возможен полёт уже в стратосфере на высоте (15--30)км при ро=(0.35--0.25)кг/м3----это многомоторная с (8--16)э-ВМГ и большими буферными акку очень ажурная конструкция по авиамодельным технологиям из карбонового каркаса и обтянутая лавсановой плёнкой, где вся масса равномерно размазана вдоль крыла для снижения поперечного момента изгиба при аэродинамической перегрузке! Минусы----- стоимость прототипа 1 млн уе----при старте с земли только в штиль идут поперечные волны по размаху из-за малой жесткости крыла-----при малёйшей турбулентности атмосферы планер ломается!!! например пролетевший рядом метеорит или реактивный самолёт, своей ударной воздушной волной разрушает консоли крыла из-за хлипкости конструкции планера! [3]