Không tên
Máy bay điện
Ngày 6 tháng 8 năm 2009
Cập nhật ngày 12 tháng 9 năm 2009. Chuyến bay đầu tiên của Cri-Cri điện. Jean-Luc Soullier lái
****Cập nhật ngày 2 tháng 10 năm 2010
Những năm tháng chúng ta đang sống hiện nay đánh dấu sự ra đời của máy bay điện, giống như xe điện. Hãy dành chút thời gian để xem qua những thành công và thất bại của xe điện:
Một đoạn ngắn về xe đạp điện, kèm theo một vài dữ liệu:
Pin: Panasonic Ion-Lithium Dung lượng: 8 Ah 26V Tầm hoạt động: 50 đến 70 km; 3 mức hỗ trợ Thời gian sạc: 3 giờ Động cơ: trong bàn đạp, 180W Khung xe: nhôm thành phố; kích cỡ duy nhất 45 cm Càng xe: thép Ghế: Kinetic Vành: nhôm 26'' Phanh: V-brake trước và sau Số chuyển: Nexus 3 với chuyển số tự động Lốp: 26 x 1,75 Kích thước: 175 x 65 cm Trọng lượng: 22 kg
Ở Trung Quốc, một trong hai phần của pin xe đạp điện có thể tháo rời. Người dùng vì vậy quen thói tháo pin ra khỏi vị trí khi về nhà sau giờ làm việc và sạc pin tại nhà. Tương tự như ở nơi làm việc. Đặc điểm tháo rời này của pin giúp tăng tầm hoạt động của phương tiện (dù rằng theo từng mẫu mã, tầm hoạt động vẫn từ 50 đến 70 km). Khi đặt câu hỏi về phương tiện điện lý tưởng, nhiều vấn đề khác nhau nảy sinh. Nên phương tiện này có thể chở hai người, và dùng để đi chợ. Điều mà ta thường quên khi so sánh với những chiếc xe nhỏ như Smart là phương tiện điện hoàn toàn không gây ô nhiễm và do đó có thể đi vào các khu trung tâm thương mại, đi qua các hầm đường bộ, đi... bất cứ đâu. Ta thậm chí có thể nghĩ đến việc tích hợp hệ thống này vào các phương tiện giao thông liên thành phố.
Hơn nữa, việc trang bị hai chế độ vận hành khác nhau, một là động cơ nhiệt làm nhiệm vụ dự phòng, cũng không gây ra vấn đề gì. Đây là điều tôi cá nhân đề xuất, lấy cảm hứng từ xe ba bánh điện Trung Quốc có đường ray hẹp:
Xe ba bánh điện hai chỗ ngồi
Xe ba bánh hai chỗ ngồi (lấy cảm hứng từ phiên bản Trung Quốc) có thân hình hẹp, ít chiếm diện tích. Thân xe (ở Trung Quốc bằng hợp kim nhẹ và plexi) có thể tháo rời một phần. Pin lớn hơn so với xe đạp điện thông thường, nhưng có phần tháo rời, người dùng có thể mang theo bất cứ đâu để sạc. Có thể dự kiến các ổ cắm tại các trạm hoặc trong bãi đậu xe.
Pin: Panasonic Ion-Lithium Dung lượng: 8 Ah 26V Tầm hoạt động: 50 đến 70 km; 3 mức hỗ trợ Thời gian sạc: 3 giờ Động cơ: trong bàn đạp, 180W Khung xe: nhôm thành phố; kích cỡ duy nhất 45 cm Càng xe: thép Ghế: Kinetic Vành: nhôm 26'' Phanh: V-brake trước và sau Số chuyển: Nexus 3 với chuyển số tự động Lốp: 26 x 1,75 Kích thước: 175 x 65 cm Trọng lượng: 22 kg
Về lĩnh vực lưu trữ năng lượng điện, đã có những tiến bộ đáng kể trong những thập kỷ gần đây, đến mức ngày nay mọi máy khoan điện gia dụng đều hoạt động bằng pin sạc, điều mà vài thập kỷ trước là không tưởng. Người Trung Quốc hoàn toàn không phải ở phía sau trong lĩnh vực này.
Hiệu suất của các cảm biến năng lượng mặt trời đã tăng lên, vượt quá 20%
Trong lĩnh vực "siêu nhẹ - siêu siêu nhẹ", tên của MacCready luôn được nhắc đến ngay lập tức.
Paul MacCready
Ngay lập tức ta tự hỏi chiếc phương tiện kỳ lạ nào đang nằm phía sau ông. Đó chỉ đơn giản là chiếc xe điện mà ông đã dùng để giành chiến thắng trong cuộc đua xe mặt trời Úc năm 1987, về trước đối thủ tiếp theo một ngày (...)
Xe mặt trời của Paul MacCready, 1987, trong cuộc đua Úc
Gầy gò đến mức chết. Chuyến vượt qua Úc; 3500 km với tốc độ đỉnh 113 km/h
Nắp capo trước tháo ra
Vị trí phi công và nắp capo sau
Như ta thấy, phần sau phía trên hoàn toàn được tạo thành từ các tế bào quang điện nối tiếp. Phương tiện này đặt trên một tấm phẳng, có gia cố. Hình dạng của phương tiện đảm bảo lực nâng, giảm tải trọng lên hệ thống bánh xe.
Sinh năm 1925. Chuyến bay solo đầu tiên khi mới 16 tuổi. Năm 1941: vô địch Mỹ về bay lượn, ở tuổi 23. Đoạt chức vô địch thế giới về bay lượn tại Pháp.
Thân thế của ông bằng tiếng Anh
Tiếp theo, ông thiết kế máy bay đầu tiên có thể bay nhờ năng lượng cơ bắp do phi công phát ra, chiếc Gossamer Condor.
Ba mặt nhìn của Gossamer Condor
MacCready đã chọn kiểu cánh trước (canard), để có một ổn định duy trì lực nâng. Thực tế, lực nâng của một cánh phải "trả giá" bằng một mô-men nghiêng xuống. Xem truyện tranh của tôi "Nếu ta bay", có thể tải miễn phí tại trang web http://www.savoir-sans-frontieres.com, cũng như 350 truyện khác bằng 33 ngôn ngữ.
Một công ty mới thành lập cách đây 3 năm, chưa từng được bất kỳ phương tiện truyền thông nào nhắc đến
Để giảm trọng lượng, MacCready đã chọn hệ thống cáp neo cánh ở phía trước thân máy bay, giúp giảm tải cho dầm chính, chỉ còn chịu lực uốn.
Glossamer Condor: chuyến bay đầu tiên của con người
Nhanh như xe đạp.....
Glossamer Albatros vượt qua eo biển Anh
Tất cả các chuyến bay này đều được thực hiện "trên hiệu ứng mặt đất". Người lái xe đạp điều khiển bằng tay lái, giúp họ có điểm tựa ban đầu, sau đó điều chỉnh lực nâng của đuôi trước, và cuối cùng nghiêng nhẹ để rẽ. Việc nghiêng cánh được thực hiện nhờ chuyển động lăn (lượn) tự nhiên. Không có cánh quạt điều hướng. Nhưng máy bay không được thiết kế để thực hiện các vòng rẽ nghiêng mạnh.
Video về những thành tích của các máy bay do Paul MacCready chế tạo
Tiếp theo, chuyến bay đầu tiên bằng năng lượng mặt trời, do con trai Marc Ready thực hiện, 13 tuổi, nặng 40 kg, trên chiếc Glossamer Penguin được trang bị 3900 tế bào quang điện cadmium-nickel, phát ra 500 watt. Trọng lượng máy bay không tải: 34 kg. Một hệ thống ném phóng giúp máy bay rời khỏi mặt đất.
Chuyến bay đầu tiên bằng động cơ năng lượng mặt trời, năm 1974. Vẫn là xe đạp và hiệu ứng mặt đất
Người đầu tiên trên thế giới bay bằng năng lượng mặt trời: con trai của MacCready, 13 tuổi
Marshall, 13 tuổi, cất cánh
Nhưng NASA tiếp quản và giúp MacCready bay thử máy Solar Challenger vào năm 1981. Công suất: 2,5 kW
Solar Challenger của Paul MacCready
Từ đây, mọi thứ thay đổi hoàn toàn. Ta thấy hình dáng máy bay trở nên chắc chắn hơn, được thiết kế để chịu đựng các cơn giông bão.
**Nhìn từ bên hông. Ta thấy máy có cánh quạt điều hướng. **
Đuôi máy bay được trang bị một thiết kế tạo lực hút để cân bằng mô-men nghiêng của cánh. Mặt trên hoàn toàn phẳng và mang một lượng lớn tấm pin mặt trời.
Solar Challenger, nhìn từ trên xuống
Phần cố định mang các tấm pin. Phần di động hiện lên như một dải trắng và không có tấm pin. Bay từ Pháp sang Anh, quãng đường 300 km, máy bay này đã bay được 5 giờ 23 phút vào tháng 7 năm 1981. Nặng hơn gấp ba lần so với Gossamer Penguin (không tính phi công), được trang bị 16.000 tế bào quang điện, cung cấp năng lượng cho hai động cơ điện đặt theo kiểu tandem, mỗi động cơ phát ra 3 mã lực, sử dụng nam châm vĩnh cửu samarium-cobalt. Máy bay tận dụng mọi tiến bộ trong lĩnh vực vật liệu mới có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao, và được trang bị cánh quạt điều chỉnh độ nghiêng.
Chênh lệch chất lượng là đáng kể.
Nếu không tính đến yếu tố công nghệ cao của vật liệu cần sử dụng, ta thấy rằng bay dài ngày, xa quãng đường bằng năng lượng mặt trời đã hoàn toàn khả thi, với một chiếc máy bay có hình dáng vẫn khá gần với máy bay thông thường, ví dụ như về độ dài cánh. Nhưng điều đó không phải là điều MacCready quan tâm lúc này. Ông đang nghĩ đến một thiết bị không người lái, một "UAV" (phương tiện bay không người lái), có thể đạt được độ cao lớn, ban ngày: 30 km, rồi hạ thấp nhẹ khi bay lượn ban đêm, hoặc trả lại một phần năng lượng điện thu được và lưu trữ trong pin, giúp máy bay có thể bay bất tận.
Ông sau đó hướng đến kiểu máy bay không đuôi với độ dài cánh lớn, nơi các cơn giông sẽ được hấp thụ nhờ sự linh hoạt của dầm chính, cho phép tạo góc nghiêng lớn. Tính ổn định của máy bay được giao cho một máy tính trên máy bay, điều khiển một loạt các tấm điều hướng được bố trí dọc theo toàn bộ mép thoát gió của cánh có độ dài lớn, nhằm kiểm soát hiệu ứng đàn hồi khí động học.
****Toàn bộ dự án (PDF bằng tiếng Anh)
Độ cao 30 km (100.000 feet) thực sự đã đạt được. Hiệu suất của các cảm biến mặt trời vượt quá 20%. Máy bay có thể cất cánh bằng chính sức lực của mình. Các phương án khác nhau lần lượt được thử nghiệm, từ "toàn bộ năng lượng mặt trời" đến các hệ thống hỗn hợp nơi máy bay mang theo năng lượng trong pin hoặc tạo ra điện năng nhờ pin nhiên liệu hydro.
Vào giữa những năm 1990, NASA khởi động chương trình ERAST (Công nghệ Máy bay và Cảm biến Nghiên cứu Môi trường) từ trung tâm thử nghiệm Dryden. Các nghiên cứu và thí nghiệm được thực hiện bởi công ty Aero Vironment, do MacCready sáng lập.
Máy bay đầu tiên là Pathfinder. 30 mét cánh, sáu động cơ. Sau khi bay bằng pin, nó chuyển sang hoạt động bằng cảm biến mặt trời. Năm 1995 đạt độ cao 17.000 mét, rồi 23.000 mét vào năm 1997.
Pathfinder: 30 mét cánh, tám động cơ
Một cánh chỉ tạo lực nâng nếu chịu một mô-men nghiêng xuống, điều này phải được cân bằng. Hình dạng cánh của loại máy bay này thay đổi theo thời gian. Phần giữa cánh là phần "nâng cao" nhất và có độ cong dương. Phần đầu cánh có hình dạng tự ổn định kiểu S, rất rõ ràng trong ảnh này. Các phần cánh này tạo ra lực nâng thấp hơn. Đây là giải pháp mà MacCready áp dụng để đạt được kiểu máy bay không đuôi, chỉ có một cánh bay lớn. Ta đã đặt quá nhiều niềm tin vào việc kiểm soát bay bằng máy tính.
Hình ảnh bên hông của Pathfinder cho thấy độ nghiêng
NASA sau đó chuyển sang mẫu thử Centurion (1996–1998), được trang bị mười bốn động cơ, cánh rộng 70 mét, thiết kế để đạt độ cao 100.000 feet (30 km).
**Centurion (1996–1998). Cánh rộng 70 mét, mười bốn động cơ điện. **
Ảnh được chụp từ phía dưới. Ở phần sau của thân máy, ta có thể thấy rõ ràng các thanh gân mỏng trong suốt. Điều này cho thấy đây là thử nghiệm xác nhận về cánh, đánh giá chất lượng bay, mà không cần đến các cảm biến mặt trời đắt tiền. Mặt trên và mặt dưới chỉ được bao phủ bởi một lớp màng mylar mỏng, trong suốt, giống như các máy bay trước đó do MacCready tạo ra.
Chúng ta còn thấy điều gì nữa?
Ta thấy mười bốn động cơ điện đang hoạt động, với các cánh quạt hai lá đường kính 2 mét, có lẽ được vận hành bằng pin, dự kiến cho các chuyến bay tương đối ngắn. Mỗi động cơ phát ra 1,5 kW. Một phần tư trước của cánh là không trong suốt. Ở đây phải là phần chính của cấu trúc, dầm chính. Trước dầm chính, các thanh gân được kéo dài, bổ sung bởi mép trước nhẹ bằng polystyrene (xốp Styrofoam phủ lớp mylar), giống như ở các máy bay trước đó.
Như ta sẽ thấy sau này, máy Centurion, được trang bị cảm biến mặt trời và vẫn giữ nguyên 14 động cơ, đã được chuyển đổi thành máy Helios HP01 bằng cách thêm một phần trung tâm bổ sung, được trang bị cảm biến mặt trời, giảm trọng lượng tối đa (1160 kg, tải trọng cánh 5 kg/m²), được cấu hình để kiểm tra xem có thể đạt độ cao rất lớn nhờ động cơ chỉ sử dụng năng lượng mặt trời hay không. Thử nghiệm thành công (đạt 30 km độ cao).
Như ta sẽ thấy sau này, phiên bản HP03 bị gãy trong chuyến bay thứ hai, và ta sẽ xem lý do tại sao. Việc phóng to các mảnh vỡ trôi nổi trên mặt nước cho phép ta nhìn thấy dầm chính, hình trụ rõ ràng và có các thanh gân. Có vẻ như MacCready đã tập trung toàn bộ sức chịu lực cơ học vào dầm chính này, phần còn lại chỉ là lớp vỏ bọc. Khi ta nhìn vào cánh máy bay này, với nhịp cánh kinh hoàng (tỷ lệ 30), không có bất kỳ hệ thống cáp neo nào, ta tự hỏi làm sao nó có thể vượt qua hiện tượng đàn hồi khí động học. Hiện tượng này tương đối dễ hiểu. Khi có một cơn gió mạnh, đầu cánh có thể bị nâng lên. Góc tấn cục bộ tăng lên. Phần cánh bị nâng lên, cong xuống. Sau đó, phản ứng cơ học đàn hồi của cấu trúc cố gắng đưa nó trở về vị trí ban đầu. Kết quả là máy bay bắt đầu "vỗ cánh", và hiện tượng này có thể gia tăng đến mức gây gãy.
Nhiều nhà chế tạo máy bay đã gặp phải kiểu tai nạn này trên nhiều loại máy bay khác nhau. Vào đầu thời kỳ hàng không, giải pháp là dùng cáp neo, nhưng điều đó tạo ra lực cản. Chỉ khi cải thiện chất lượng cơ học bên trong cấu trúc, các máy bay mới có thể loại bỏ "mạng nhện" dây cáp này. Trong các máy bay của NASA: không có cáp neo nào. Ta có thể tự hỏi dầm chính có thể chống lại mọi lực liên quan đến hiện tượng "vỗ cánh" của cánh hay không. Điều này dường như rất khó.
Có một cách khác để xử lý hiện tượng này: làm cho cánh trở nên "hoạt động", "thông minh". Trong biểu đồ được tái tạo ở dưới, ta thấy máy bay ghi lại "tốc độ nghiêng" (tốc độ thay đổi góc tấn) theo độ mỗi giây, cho thấy đây là dữ liệu thiết yếu để kiểm soát bay. Cánh được trang bị (ở mức dầm chính hình trụ) các cảm biến phát hiện gia tốc góc, xoắn. Tất cả thông tin này được truyền đến máy tính, dự đoán và lập tức điều khiển một loạt 72 tấm điều hướng dọc theo toàn bộ mép thoát gió (chiều dài đơn vị: 1 mét). Những tấm này không chỉ đảm nhiệm kiểm soát bay lượn, mà còn chống lại mọi xu hướng vỗ cánh, hiện tượng nguy hiểm làm cánh rung đập. Trong tiếng Anh, "flutter" có nghĩa là rung đập (cánh của một con chim).
Việc rẽ của máy bay được thực hiện bằng cách điều chỉnh khác biệt công suất cung cấp cho các động cơ (trong bay: 1,5 kW mỗi động cơ). Do đó, không cần đến đuôi đứng. Việc nghiêng được tự động thực hiện nhờ "lượn do" (phần cánh ngoài vòng rẽ di chuyển chậm hơn). Tốc độ máy bay là 38 feet/giây, tương đương 45 km/h.
Hàng không Mỹ đã đối mặt với vấn đề này hàng chục năm trước, khi họ muốn đưa vào sử dụng máy bay chở hàng lớn nhất của mình (tôi nghĩ đó là Lookeed Galaxy). Dù được tính toán cẩn thận nhất, máy bay vẫn nhạy cảm với hiện tượng đàn hồi khí động học, bay lên như "vỗ cánh". Chuyển động không quá lớn: ít hơn một mét ở đầu cánh. Nhưng những uốn cong luân phiên này là nghiêm trọng, làm giảm đáng kể tuổi thọ cánh do hiện tượng mỏi vật liệu.
Có hai giải pháp:
- Làm lại cánh từ đầu (quá tốn kém)
- Trang bị các tấm điều hướng chống hiện tượng vỗ cánh
Giải pháp thứ hai được chọn. Từ ngày đó, người Mỹ đã có kinh nghiệm tốt về kiểm soát hoạt động hình dạng cánh bằng các tấm điều hướng, được điều khiển bởi một hệ thống "cảm biến gia tốc + máy tính". Rõ ràng với người đọc rằng kiểm soát như vậy không thể thực hiện bằng tay. Các cảm biến rất nhạy phát hiện bất kỳ thay đổi nhỏ nào về góc tấn (hoặc độ uốn cong) và lập tức chống lại chuyển động đó bằng cách điều khiển các tấm điều hướng, hành vi mà bất kỳ con người nào cũng không thể làm nhanh như vậy. Không có một máy tính trên máy bay mạnh mẽ, chiếc máy Helios (cũ là Centurion) sẽ không thể bay được.
Khía cạnh này giới hạn đáng kể khả năng can thiệp của "phi công" đối với chiếc máy bay này, người chỉ có thể kiểm tra xem mọi thứ có diễn ra tốt đẹp hay không. Đừng tưởng tượng phi công đang điều khiển liên tục. Tất cả hoạt động... nếu mọi thứ đã được tính toán và lập trình đúng. Nhưng trong vụ tai nạn của Helios HP03, ta sẽ thấy rằng sự phát triển của một dạng bất ổn khác, về nghiêng (tangage), dù đã dự kiến, nhưng lại bị đánh giá thấp về mức độ ảnh hưởng và tốc độ phát triển, khiến hệ thống trên máy bay không kịp phản ứng. Nếu máy tính có thể đưa ra lệnh thích hợp để chống lại sự khởi đầu của bất ổn; ở giai đoạn đầu, cú "đập" thứ hai đã khiến phương tiện "bị trôi ra khỏi vùng bay", cực kỳ nhanh chóng. Nhưng tôi đang đi trước.
Quay lại cấu trúc hình trụ của dầm chính. Dầm này chịu hai loại lực:
- Uốn
- Xoắn
Trong hiện tượng vỗ cánh, đàn hồi khí động học, dầm chính chịu lực theo mọi hướng. Sự thay đổi cục bộ về góc tấn trong cơn gió mạnh tạo ra lực uốn theo hướng "trên-dưới". Nhưng sự thay đổi cục bộ về lực cản cũng tạo ra lực "trước-sau". Hình trụ dường như là tốt nhất để chịu lực uốn theo mọi hướng.
Nhưng nhà khí động học cũng biết rằng sự thay đổi lực nâng gây ra sự thay đổi của mô-men nghiêng (xem truyện tranh của tôi L'Aspirisouffle). Sự thay đổi cục bộ của mô-men này sẽ tạo ra các lực xoắn nguy hiểm, đặc biệt là khi dầm chính rất dài. Tôi nghĩ rằng ảnh chụp dầm chính trần cho thấy các thanh gân tròn, nhằm ngăn chặn sự lan truyền của hiện tượng mất ổn định dọc theo dầm hình trụ. Dĩ nhiên, nếu máy tính không ở đó để phản ứng ngay lập tức với bất kỳ chuyển động xoắn nào của cánh, thì việc gãy dầm là điều chắc chắn.
Dầm chính
Theo tôi, chỉ có kiểm soát hoàn toàn chủ động mới giúp máy bay bay được, thậm chí chịu được cả các cơn giông và cắt gió tương đối mạnh, những hiện tượng xảy ra... ở mọi độ cao. Ở các tầng thấp, đến khoảng 5000 mét, rồi có thể ở các độ cao cao, bất ngờ, ngay cả trong các làn gió mạnh (jet streams). Trong ảnh tiếp theo, ta thấy Helios cất cánh trong điều kiện thời tiết không phải hoàn toàn yên tĩnh. Vào thời điểm vụ tai nạn của Helios HP03, xem một ảnh khác ở phía sau, ta thậm chí thấy mây dông phát triển ở xa. Chúng ta đang ở giữa tháng 6, không phải mùa đông, và chuyến bay diễn ra ở bán cầu Bắc. Nếu các thử nghiệm được thực hiện vào mùa đông, trong khối không khí yên tĩnh hơn, có lẽ chúng sẽ không kết thúc đột ngột và nhanh chóng như vậy (trong chuyến bay thứ hai).
Nhưng NASA không chỉ nhắm đến kỷ lục độ cao đạt được bằng Helios HP01, mà còn hướng tới việc phát triển một máy bay hoạt động mọi thời tiết, có thể đảm nhiệm nhiệm vụ bất cứ lúc nào trong năm, ở mọi vĩ độ, ở độ cao tầng bình lưu (từ 15 đến 30 km), nhằm thực hiện các chuyến bay liên tục.
Mẫu thử Centurion sau đó được cải tiến bằng cách thêm một phần trung tâm, làm cho nhịp cánh tăng lên 82 mét, vẫn giữ nguyên mười bốn động cơ. Nó trở thành máy Helios HPO1 nhằm kiểm tra khả năng thực hiện chuyến bay ở độ cao rất lớn.
Helios, 14 động cơ, được cấu hình để phá kỷ lục độ cao (giảm trọng lượng tối đa)
Với 62.000 cảm biến mặt trời, ngày 13 tháng 8 năm 2001, Helios đạt độ cao 97.000 feet (30 km). Đây là kỷ lục tuyệt đối về độ cao cho một máy bay có cánh. Trước đó, các máy bay phản lực (turboréacteur hoặc động cơ tên lửa, như X-15) đã đạt độ cao lớn hơn trong các chuyến bay bắn ném, nhưng ở giai đoạn này, cánh không tham gia vào việc nâng đỡ.
Ở độ cao này, áp suất khí quyển không vượt quá vài milibar. Khi đó có hai cách để duy trì bay:
*- Hoặc kiểu Helios, với tốc độ thấp, tải trọng cánh rất thấp (theo mét vuông cánh) : 5 kg/m² trong các chuyến bay cao của Helios. Nhịp cánh 82 mét. Dài cánh: 8 feet (2,64 mét). Tỷ lệ dài: 82/2,64 = 31 (....). Diện tích cánh 216 mét vuông. Độ dày tối đa 28 cm. Mép trước bằng xốp Styrofoam (mở rộng), phủ lớp màng nhựa mỏng. Trọng lượng Helios: 1.160 kg, máy được giảm trọng lượng tối đa (trọng lượng tăng lên 2.320 kg cho Helios HP03 do mang theo hệ thống động cơ bằng pin nhiên liệu nặng hơn một tấn). Tốc độ định mức 38 feet/giây, tương đương 12 m/s hay 45 km/h
- Hoặc có tải trọng cánh cao, nhưng bay ở siêu âm (Aurora)
Năm 2003, NASA đang xem xét mục tiêu bay dài ngày (một đến hai tuần) bằng cách duy trì bay ban đêm nhờ pin nhiên liệu hydro ở độ cao 50.000 feet (16.000 mét), phát ra 18 kilowatt. Cấu hình của Helios sau đó được thay đổi. Số động cơ giảm xuống còn mười. Pin nhiên liệu được đặt trong nắp trung tâm, trong khi các bình chứa bổ sung được bố trí ở đầu cánh (mỗi cái 7 kg).
Helios được cấu hình cho chuyến bay dài ngày. Các mũi tên chỉ về các bình chứa ở đầu cánh
**Helios HP03 đang bay. Lưu ý các bình chứa ở đầu cánh. **
Khi máy bay được chụp từ bên hông, độ nghiêng dường như rất ấn tượng. Nhưng trong ảnh trên (chụp từ góc 3/4 phía sau) hoặc dưới đây (gần như mặt trước), ta thấy độ nghiêng là "rất hợp lý".
Đổ bộ với gió cắt
Ta có thể nghĩ rằng tỷ lệ dài 31 này là giới hạn tuyệt đối. Có, và không. Helios quá nhẹ để chịu đựng các nhiễu loạn khí quyển bằng độ cứng riêng của nó. Vì vậy, ta đã làm cho cánh "thông minh", trang bị 72 tấm điều hướng được điều khiển bởi máy tính. Nhưng với tải trọng cánh cao hơn, ta khám phá ra chiếc máy bay hai chỗ ngồi Đức ETA (dịch âm từ chữ Hy Lạp eta) có tỷ lệ dài đạt... 51!
Máy bay động cơ ETA nhìn từ bên hông
Tỷ lệ mỏng tăng theo tỷ lệ dài. Sau này ta sẽ khám phá ra máy bay Stemme có tỷ lệ mỏng vượt quá 50. Tỷ lệ mỏng của ETA đạt 72. Nghĩa là khi mất 1000 mét độ cao, nó có thể bay được một lần... 72 km!
Máy bay động cơ ETA với động cơ rút ra (Solo 2625 công suất 64 mã lực)
Nhịp cánh đạt ba mươi mét. Khối lượng khi tải đầy là 950 kg. Tốc độ tối đa 270 km/h. Chuyến bay đầu tiên năm 2008. Ba chiếc ETA đã được chế tạo. Một chiếc bị mất trong thử nghiệm, khi rẽ. Hai phi công đã kịp dùng dù.
Ngày 2 tháng 10 năm 2010: Không còn máy bay lượn Pháp
Hầu hết các máy bay lượn đang bay tại các trung tâm của chúng ta đều do Đức sản xuất. Máy bay động cơ phát triển nhanh chóng, vì hai lý do. Chúng cho phép người sở hữu không cần đến máy kéo. Việc trang bị động cơ đứng (chỉ mất một phút để khởi động) giúp đạt tốc độ lên tới 2,5 mét mỗi giây. Khi động cơ trở lại vị trí ban đầu, sự hiện diện của nó không tạo thêm lực cản.
Tuy nhiên, tốc độ lên cao như vậy sẽ không giúp phi công thoát khỏi những cơn gió lốc mạnh, thường gặp trong các chuyến bay ở vùng núi và thường xuyên vượt quá 5 mét mỗi giây.
Các động cơ này mang lại cho phi công sự an toàn và thoải mái hơn khi bay, cho phép họ tránh các rủi ro quá mức, rời khỏi "vùng địa hình" khó. Thực tế, khi thời tiết xấu, mây tích tụ biến mất, ta vẫn có thể khởi động động cơ và quay về, tránh được "con bò", đôi khi rất khó tránh ở vùng núi.
Ít thể thao hơn nhưng cũng ít nguy hiểm hơn.
Helios thực hiện hai chuyến bay trước khi bị phá hủy trong không trung. Chuyến đầu tiên vào ngày 7 tháng 6 năm 2003 và chuyến thứ hai vào ngày 25 tháng 6. Đây là Helios HP03 đang leo cao, ngày xảy ra tai nạn:
Helios đang leo, trong chuyến bay thứ hai và cuối cùng, được chụp từ một trực thăng hộ tống
Tốc độ lên là 0,5 m/s
Nếu tham khảo tài liệu PDF mô tả dự án, ta thấy công nghệ bay liên tục dựa trên nguyên lý rất đơn giản: ban ngày, điện phân nước, mang theo trên máy bay, và lưu trữ dưới dạng oxy và hydro (nén). Ban đêm, khí từ quá trình điện phân được đưa vào pin nhiên liệu, nước sản sinh được lưu trữ lại. Trong ý tưởng này, bộ phận gây vấn đề là máy nén.
Sơ đồ lý thuyết hoạt động của Helios
Đơn giản đến mức chết
Ta biết rằng máy bay đã bị phá hủy trong không trung. Ta có thể nghĩ rằng điều này là do ứng suất uốn quá cao, mà cánh phải chịu khi đi qua các vùng nhiễu loạn và cắt gió. Nhưng khi xem xét báo cáo tai nạn, ta thấy nguyên nhân hoàn toàn khác. Thật vậy, khi tiếp cận các vùng nhiễu loạn, cánh máy bay tạo ra một độ nghiêng ấn tượng:
Helios, độ nghiêng tăng trong vùng nhiễu loạn, bắt đầu chuyển động mất ổn định về nghiêng
Điều khiến máy bay bị phá hủy không phải là dầm chính bị gãy, mà là việc nó rơi vào một chuyển động nghiêng mất kiểm soát. Máy bay dễ bị ảnh hưởng bởi hiện tượng đàn hồi khí động học. Khi độ nghiêng cao, việc bố trí bình chứa ở đầu cánh làm tăng mô-men quán tính của máy bay về nghiêng. Tốc độ bay định mức là 38 feet/giây, tương đương khoảng 45 km/h. Tốc độ bay của một "cánh delta". Máy bay không được thiết kế cho tốc độ cao hơn. Dao động nghiêng khiến nó đạt tốc độ đỉnh vượt quá 70 km/h, theo ghi nhận từ máy ghi chuyến bay. Những tốc độ này tạo ra hiệu ứng hút lên các phần mép trước bằng xốp Styrofoam dán, khiến chúng lập tức bong ra. Điều tương tự xảy ra với toàn bộ lớp vỏ cánh, kể cả tấm pin mặt trời.
Ngược lại, dầm chính vẫn chịu được. Cánh máy bay không bị gãy do nhiễu loạn hay cắt gió của khối khí, mà chỉ đơn giản bị "cởi trần" do tốc độ quá cao phát sinh từ sự mất ổn định nghiêng.
Helios, vài phút trước khi máy bay rơi xuống biển
Các mảnh vỡ trôi dạt
Báo cáo về tai nạn của Helios khá mơ hồ. Cá nhân tôi cho rằng việc thêm một đuôi nhẹ đủ để không làm tăng mômen quán tính theo chiều nghiêng, nhưng có diện tích đủ lớn để tạo ra hiệu ứng "đệm" chống lại sự bất ổn này là một giải pháp đáng được xem xét ít nhất. Đúng là tên MacCready không xuất hiện trong báo cáo này. Dưới đây là biểu đồ tăng mômen quán tính theo chiều nghiêng của máy bay theo góc cánh (dihedral).
Ở trên là phần phân tích vụ tai nạn. Ở giữa biểu đồ, lần đầu tiên góc cánh tăng lên, máy tính có thể xử lý được. Sau đó mười phút nữa (tổng thời gian bay: ba mươi phút), hiện tượng bất ổn lại xuất hiện. Góc cánh vượt quá 30 feet (mười mét). Máy bay "bắt đầu rung cánh" (bất ổn khí động học đàn hồi). Dao động nhanh theo chiều nghiêng (đường dưới) rồi tốc độ tăng vọt vượt quá 60 feet/giây.
Lúc này, lực khí động học tác động lên mép trước cánh mở rộng làm chúng bong ra, tương tự như phần gia cố cánh, và chỉ sau vài giây, thứ còn lại chỉ là... thanh sườn. Báo cáo ghi rằng "các tính toán bằng máy tính không lường trước được sự bất ổn sẽ phát triển nhanh chóng và dữ dội đến vậy."
Kết luận: Những rủi ro khi vận hành loại máy bay này không chỉ nằm ở nguy cơ thanh sườn bị gãy do tác động của gió lốc. Bất ổn khí động học đàn hồi cũng có thể gây ra hậu quả thảm khốc tương tự.
Chuyển sang lĩnh vực máy bay mặt trời, chúng ta có thể chuyển sang máy bay điện – loại máy bay bay nhờ năng lượng được lưu trữ trong pin. Đây là một thị trường đang phát triển mạnh mẽ. Về mặt này, một số điểm then chốt dường như đã được xác định. Chúng ta hãy nhắc lại chuyến bay đầu tiên của một máy bay đơn cánh người Pháp vào tháng 12 năm 2007:
Thành tựu thế giới lần đầu tiên tại Pháp: Cất cánh của máy bay điện
ngày 23 tháng 12 năm 2007
****Liên minh Khuyến khích Máy bay Điện
Đây là một thành tựu thế giới lần đầu tiên, APAME đã thực hiện chuyến bay đầu tiên của máy bay ELECTRA F-WMDJ, trang bị động cơ điện 25 mã lực và pin Lithium-Polyme.
Chuyến bay đầu tiên diễn ra vào ngày 23 tháng 12 vừa qua tại sân bay Aspres sur Buëch, vùng Hautes-Alpes. Trong suốt 48 phút bay, máy bay điện đã bay được 50 km theo quỹ đạo khép kín.
Kinh nghiệm đặc biệt này trong lĩnh vực hàng không giải trí mở ra một lựa chọn chưa từng có cho các máy bay cần công suất từ 15 đến 50 mã lực thay thế động cơ nhiệt hiện nay.
Đặc điểm kỹ thuật của máy bay:
Đơn vị bay, sải cánh: 9 m, chiều dài: 7 m, trọng lượng trống (không tính pin): 134 kg, trọng lượng tối đa cho phép cất cánh: 265 kg, tốc độ lượn: 90 km/h, tỷ lệ nâng: 13, kết cấu gỗ và vải. Đặc điểm của hệ thống động cơ điện:
Động cơ một chiều kiểu "brush" công nghiệp 18 kW (25 mã lực), bộ điều khiển công suất được phát triển riêng cho ứng dụng này, pin Lithium – Polyme (tổng trọng lượng: 47 kg), cánh quạt điều chỉnh pitch trên mặt đất ARPLAST phù hợp với động cơ này, bảng điều khiển, điều khiển công suất, khung động cơ, đĩa động cơ, v.v... được phát triển và chế tạo riêng cho máy bay này. Về APAME: Liên minh mới thành lập năm 2007 dưới sự lãnh đạo của Anne LAVRAND, APAME có mục tiêu thúc đẩy thiết kế, chế tạo và sử dụng máy bay điện. Họ từng có tham vọng phát triển một máy bay điện nhỏ. Vào tháng 8 năm ngoái, APAME đã từng "bay lặng lẽ" một máy bay UL ( ).
Liên hệ với APAME: Điện thoại: 04 92 57 99 40, Fax: 04 92 57 99 41, Trang web:
Đây là một thành tựu thế giới lần đầu tiên, APAME đã thực hiện chuyến bay đầu tiên của máy bay ELECTRA F-WMDJ, trang bị động cơ điện 25 mã lực và pin Lithium-Polyme.
Chuyến bay đầu tiên diễn ra vào ngày 23 tháng 12 vừa qua tại sân bay Aspres sur Buëch, vùng Hautes-Alpes. Trong suốt 48 phút bay, máy bay điện đã bay được 50 km theo quỹ đạo khép kín.
Kinh nghiệm đặc biệt này trong lĩnh vực hàng không giải trí mở ra một lựa chọn chưa từng có cho các máy bay cần công suất từ 15 đến 50 mã lực thay thế động cơ nhiệt hiện nay.
Đặc điểm kỹ thuật của máy bay:
Đơn vị bay, sải cánh: 9 m, chiều dài: 7 m, trọng lượng trống (không tính pin): 134 kg, trọng lượng tối đa cho phép cất cánh: 265 kg, tốc độ lượn: 90 km/h, tỷ lệ nâng: 13, kết cấu gỗ và vải. Đặc điểm của hệ thống động cơ điện:
Động cơ một chiều kiểu "brush" công nghiệp 18 kW (25 mã lực), bộ điều khiển công suất được phát triển riêng cho ứng dụng này, pin Lithium – Polyme (tổng trọng lượng: 47 kg), cánh quạt điều chỉnh pitch trên mặt đất ARPLAST phù hợp với động cơ này, bảng điều khiển, điều khiển công suất, khung động cơ, đĩa động cơ, v.v... được phát triển và chế tạo riêng cho máy bay này. Về APAME: Liên minh mới thành lập năm 2007 dưới sự lãnh đạo của Anne LAVRAND, APAME có mục tiêu thúc đẩy thiết kế, chế tạo và sử dụng máy bay điện. Họ từng có tham vọng phát triển một máy bay điện nhỏ. Vào tháng 8 năm ngoái, APAME đã từng "bay lặng lẽ" một máy bay UL ( ).
Liên hệ với APAME: Điện thoại: 04 92 57 99 40, Fax: 04 92 57 99 41, Trang web:
Đơn vị bay, 25 mã lực, 48 phút và 50 km theo quỹ đạo khép kín với tốc độ 90 km/h ---
Máy bay du lịch điện đầu tiên có thể thương mại hóa là... kiểu Anh-Trung
http://www.avem.fr/actualite-le-premier-avion-electrique-commercialise-en-2010-874.html
**Yuneec E 430 là máy bay hai chỗ ngồi, bố trí song song, với khí động học được nghiên cứu kỹ lưỡng. **
Cánh có độ dài lớn, tương ứng với việc giảm lực cản.
Độ dài cánh lớn (cùng với các winglet) nhưng vẫn phù hợp với việc dễ dàng để trong kho chứa
Điều thú vị là hiệu suất bay theo thời gian, với hai người, tốc độ tối đa 90 km/h:
Hai giờ
Giá công bố: 65.000 euro, không quá cao cho một máy bay hai chỗ dùng cho du lịch. Máy bay được sản xuất tại Trung Quốc, nhưng không thể thương mại hóa ở Trung Quốc. Thực tế, bầu trời Trung Quốc không mở cửa cho hàng không du lịch.
Ở đây ta đang nằm trong phạm vi sử dụng của một máy bay du lịch nhỏ, có thể dùng để học bay và bay trong khu vực. Thiết kế và độ dài cánh lớn của máy bay, khác biệt với Cri Cri được trang bị động cơ, khiến máy bay trông giống hơn một máy bay lượn điện (động cơ công suất thấp, hoặc cánh quạt ba lá xếp thành hình cờ). Máy bay chắc chắn cất cánh bằng chính sức lực của mình.
Đánh giá bởi Jean-Luc Soullier
: "Chúng ta đang ở lớp 450 kg trọng lượng tối đa (lớp ULM quốc tế cho máy bay hai chỗ). Khoảng 120 kg máy bay, 150 kg hành khách, 180 kg pin, có lẽ là loại lithium-polyme, với khả năng lưu trữ 0,2 kWh mỗi kg. Công suất trung bình 18 kW là đủ để đưa loại máy bay lượn điện này bay. Do đó, thời gian bay lên đến hai giờ.
Tôi cho rằng tương lai nằm ở lĩnh vực máy bay lượn điện, có thể bổ sung năng lượng bằng cảm biến mặt trời. Về động cơ, người ta nghĩ đến "Rolls-Royce" của máy bay lượn điện, một máy bay Đức là Stemme S10, nơi cánh quạt có thể rút hoàn toàn vào vỏ trước, và mở ra nhờ lực ly tâm.
**Stemme S10, máy bay lượn tốt nhất thế giới. Hai chỗ ngồi song song, cánh quạt rút gọn. Động cơ 85 kW (nhiên liệu hóa thạch) đặt dưới cánh. Có thể thấy cửa hút gió, mở ra. Chân đáp rút điện tử. Tốc độ tối đa 270 km/h, độ dài cánh: 30. Sải cánh:... 23 mét! Có thể tháo rời và vận chuyển bằng xe kéo. Tỷ lệ nâng lớn hơn... năm mươi. **
Với bình đầy nhiên liệu, quãng đường có thể bay vượt quá... một nghìn kilômét. Nhưng khoang hành lý nhỏ vẫn chỉ mang tính biểu tượng (bàn chải đánh răng và đồ ngủ cho hai người). Dưới đây là video cho thấy
Theo người bạn Jacques, người sở hữu một chiếc (tôi cũng từng bay trên máy bay này, đặt tại Vinon), ý tưởng kết hợp cánh quạt rút gọn, hiệu suất tuyệt vời như máy bay lượn, động cơ điện, cộng thêm cảm biến mặt trời sẽ là một công thức thú vị. Giống như ETA, Stemme có thể cất cánh bằng chính sức lực của mình (nhưng cần đường băng dài!). Tốc độ lên cao vẫn thấp. Điều này giúp người dùng không phải phụ thuộc vào máy bay kéo.
Người bạn Jacques Legalland, người theo chủ nghĩa thuần túy trong bay lượn, chỉ sử dụng động cơ để cất cánh. Nhưng trên không, có thể gặp các vùng hạ xuống, và tôi nhớ rằng sau khi vòng qua thung lũng Verdon, chúng tôi phải dùng đến động cơ để trở về sân bay với một khoảng an toàn tốt.
Ưu điểm của Stemme so với các máy bay lượn khác, nơi cánh quạt rút gọn trong lúc bay lượn được gắn trên cột, nằm trong hốc phía sau và tự nâng lên (xem hình ảnh ETA dưới động cơ ở trên), là nếu động cơ chậm khởi động, cánh quạt – vốn chỉ mở ra nhờ lực ly tâm như ở Stemme – sẽ lập tức rút vào hốc, chờ lần khởi động tiếp theo. Trong thời gian đó, máy bay vẫn giữ được hiệu suất về tỷ lệ nâng và tốc độ rơi (tốc độ rơi thẳng đứng). Nhưng ngay khi một máy bay lượn có cánh quạt gắn trên cột mở cánh quạt ra, nó phải khởi động nhanh chóng, nếu không thì bộ phận này – tạo ra lực cản lớn – sẽ làm giảm hiệu suất, và "thuốc" lại càng làm tình trạng tệ hơn.
Thực tế, theo những người sử dụng, rất hiếm khi phi công máy bay lượn có thể thoát khỏi tình thế nguy hiểm bằng cách khởi động lại động cơ nếu bị hút vào vùng rơi mạnh trong núi. Tốc độ lên cao (2,5 m/s) là quá thấp.
Thách thức: Chuyến bay xuyên Đại Tây Dương bằng máy bay điện: David chống Goliath
Trong lĩnh vực máy bay điện, không ai không biết về dự án được truyền thông rầm rộ và tài trợ mạnh mẽ của Bertrand Piccard, mang tên Solar Impulse. Khi tìm kiếm, tôi đã tìm thấy một video giới thiệu hai dự án rất khác nhau: của Piccard và của một người tên Jean-Luc Soullier, người này không được tài trợ hay truyền thông. Tôi đề xuất các độc giả hãy bắt đầu bằng cách xem đoạn phim ngắn được thực hiện tại một triển lãm, nơi trưng bày một trong những thành tựu của Soullier – Cri Cri được trang bị hai động cơ điện – và mô hình thu nhỏ của Solar Impulse do đội Piccard chế tạo.
Phóng sự của euronews về hàng không mặt trời tại triển lãm Nghiên cứu và Sáng tạo
Hãy bắt đầu với dự án của Piccard. Như mọi người đều biết, ngân sách khổng lồ, 65 nhân viên làm việc toàn thời gian trong nhiều năm, tài trợ mạnh mẽ, truyền thông rầm rộ. Ta thấy hình ảnh ban đầu của dự án, tham vọng hơn, gợi ý về chuyến bay vòng quanh thế giới không dừng lại, với máy bay lúc đó rõ ràng là hai chỗ ngồi.
Dự án ban đầu của Bertrand Piccard, hai chỗ ngồi, đã từ bỏ
Công ty Mỹ từng dẫn đến các máy bay như Helios đã được nhắc đến ở trên. Điểm chung: tốc độ chậm, do đó thời gian bay dài (vô hạn đối với các hậu duệ của Helios, được thiết kế như các nền tảng quan sát không người lái, hoạt động ở độ cao rất lớn so với các tuyến hàng không thương mại, giúp máy bay tránh được các nhiễu loạn thời tiết ở tầng thấp).
Tốc độ của Helios: 45 km/h. Tại xích đạo, chu vi Trái Đất: 40.000 km. Tức là khoảng 1000 giờ để bay quanh Trái Đất ở vĩ độ 0: hơn một tháng. Ít hơn ở vĩ độ cao hơn.
Tốc độ máy bay của Piccard: 70 km/h. Ở vĩ độ trung bình, chuyến bay vòng quanh thế giới không dừng lại vẫn kéo dài ba tuần. Do đó, cần phải chuẩn bị cho việc sống hai người trong suốt thời gian này trong buồng lái, vốn phải được sưởi ấm và áp suất hóa. Dù điều này có thể thực hiện được trong buồng chứa của khí cầu, nơi nâng đỡ kết hợp giữa heli và nguyên lý khinh khí cầu nhờ bình propane, thì một công thức như vậy sẽ quá nặng đối với máy bay mặt trời.
Bertrand Piccard, bác sĩ tâm thần và phi công hàng không
(Đi tiên phong trong "cánh delta", vô địch châu Âu về bay biểu diễn)
Hãy xem (thành tựu đáng kinh ngạc) của cặp đôi Bertrand Piccard – Brian Jones, hoàn thành chuyến bay vòng quanh thế giới bằng khí cầu vào năm 1999 (40.000 km trong 17 ngày).
Breitling Orbiter III. 18.000 mét khối heli
Đây là một thành tựu, tương tự như lần đầu chinh phục Everest, nhưng sẽ không dẫn đến việc triển khai dịch vụ khí cầu thường xuyên cho hành khách. Điều khiển khí cầu đòi hỏi tìm kiếm các luồng gió thuận lợi theo hướng và cường độ. Có thể nói rằng người điều khiển thực sự của Breitling Orbiter III vẫn còn... ở mặt đất. Đó là người phụ trách dự báo thời tiết. Việc khai thác các luồng gió mạnh đã giúp khí cầu đạt tốc độ lên tới 250 km/h theo mặt đất.
Cấu trúc khí tượng luôn rất phức tạp, gồm nhiều tầng mà hướng gió thay đổi. Tôi nhớ một chuyến bay bằng khinh khí cầu, khi điều chỉnh độ cao, ta có thể luân phiên giữa gió buổi sáng, nhẹ nhàng lên cao, do sườn đồi hứng nắng, chủ yếu hướng về phía bắc, với gió tầng cao thổi từ tây nam. Bằng cách khai thác hai luồng gió này và thay đổi độ cao liên tục, ta có thể tiến gần đến một khu vực thuận lợi.
Hãy nhớ rằng chiếc khí cầu kết hợp heli – khinh khí cầu này cao 55 mét và nặng 8 tấn khi cất cánh. Nó mang theo một mô-đun sống cho hai người, được cấp điện từ pin mặt trời sạc lại. Nhà tài trợ là thương hiệu đồng hồ Breitling, dành ba triệu euro cho dự án này. Đối với họ, đây sẽ là một chiến dịch quảng cáo tuyệt vời.
Lặp lại chuyến bay vòng quanh thế giới "mặt trời" đặt ra những vấn đề về trọng lượng không thể giải quyết được. Vì vậy, Piccard đã chuyển sang một dự án nhỏ hơn: giữ máy bay trên không sử dụng hoàn toàn năng lượng mặt trời trong một ngày và một đêm, điều này đòi hỏi phải lưu trữ một phần năng lượng thu được ban ngày vào pin để duy trì bay ban đêm. Điều này đã được thực hiện thành công vào năm 2005 với một thiết bị không người lái, sải cánh 5 mét, do
Alan Cocconi (AC Propulsion)
Năm 2005, Alan Cocconi đã thành công trong việc bay chiếc mô hình 5 mét liên tục 48 giờ với việc sạc pin ban ngày để duy trì bay ban đêm
Trước đó, Alan Cocconi tập trung vào kỷ lục tốc độ xe điện dưới 1000 kg
**White Lightning của Alan Cocconi. 400 km/h năm 1997. **
Chỉ là một đoạn ngắn: Cột mốc 100 km/h (lúc đó là tốc độ tuyệt đối mà con người đạt được) đã được vượt qua vào năm 1899 bởi một chiếc xe điện, tên là "Jamais contente". Như vậy, tốc độ tăng gấp bốn trong một thế kỷ.
Jamais Contente, của người Bỉ Camille Jenatzy, 105 km/h năm 1899, nặng một tấn, 68 mã lực
Jenatzy và những người khác đã cạnh tranh trên thị trường "xe ngựa điện", nhưng nhanh chóng bị loại bỏ khi động cơ đốt trong ra đời.
Quay lại dự án của Piccard. Ông và đội ngũ đông đảo hướng đến một máy bay đơn chỗ bốn động cơ, buồng lái không áp suất, dự kiến bay ở độ cao không vượt quá 8500 mét. Không đảm bảo độ bền cánh chống rung bằng cách điều khiển bằng 72 tấm vây, được điều khiển bởi máy tính như ở Helios (độ dài cánh 32). Ở đây độ dài cánh nhỏ hơn, tương đương với các máy bay lượn 5-20 và hơn. Một thanh sườn lớn (gây ra độ dày cánh) đảm bảo độ cứng.
Phiên bản đơn chỗ của dự án Piccard
Ngoài việc truyền thông rầm rộ, liên quan đến ngân sách truyền thông lớn, chuyến bay này không có gì quá đặc biệt. Đột phá trong lĩnh vực bay mặt trời đã được thực hiện từ năm 1981 bởi Paul MacCready với chiếc Solar Challenger phát triển 2,5 kW, tương đương hơn 3 mã lực (1 mã lực bằng 736 watt), có thể bay 5 giờ và đi hàng trăm km. Máy bay Anh-Trung được giới thiệu ở trên là sự tiếp nối của nó.
Solar Challenger của Paul MacCready
Xem từ phía bên hông
**Solar Challenger, nhìn từ trên cao trong lúc vượt biển Băng Câu. **
Thành tựu mà Piccard hướng tới, vượt xa Solar Impulse, là chuyến bay ba ngày ba đêm, tốc độ 70 km/h, vẫn là máy bay đơn chỗ, buồng lái áp suất, quãng đường 5000 km, cho phép bay xuyên đại dương. Ngoài ra, đội ngũ Piccard sẽ xem xét chuyến bay vòng quanh thế giới, có nhiều điểm dừng, vì khó có thể yêu cầu một con người kiểm soát máy bay trong hơn 72 giờ liên tục: thay phi công tại mỗi điểm dừng.
Jean-Luc Soullier cũng đã tham gia với dự án "Etincelle", một chiếc Cri-Cri được trang bị động cơ làm bàn thử nghiệm.
Jean-Luc Soullier, 58 tuổi, ngồi điều khiển Cri Cri MC15E, trang bị động cơ điện
Người đàn ông này khiêm tốn, có thể nói là lặng lẽ. Ông lái một chiếc xe cũ kỹ, tránh xa ánh đèn sân khấu. Tôi không thể xin được một bức ảnh ưng ý từ ông, nên phải tìm lại hình này từ video trước đó, phóng to và chỉnh sửa.
Không có nhà tài trợ. Ông đã tự bỏ ra 200.000 euro từ tiền tiết kiệm của mình, năm này qua năm khác, dùng tiền thu được từ việc lái máy bay thương mại. Công việc đầu tiên của ông, cùng với người thiết kế, là biến chiếc Cri-Cri nổi tiếng và nhỏ bé do Michel Colomban tạo ra năm 1973 thành máy bay trang bị động cơ điện.
Cri-Cri cổ điển, trang bị hai động cơ 15 mã lực (22 kilowatt)
Hàng trăm chiếc đang hoạt động trên thế giới
Bay trên khônghttp://video.google.fr/videosearch?q=Cri+Cri&oe=utf-8&rls=org.mozilla:fr:official&client=firefox-a&um=1&ie=UTF-8&ei=Bjx4StnMCc-i_QaWqKmKBg&sa=X&oi=video_result_group&ct=title&resnum=8#
Sải cánh năm mét. Tốc độ bay 220 km/h. Trọng lượng trống (70 kg): nhẹ hơn cả tải trọng, người lái. Colomban đã tự thiết kế loại máy bay lai này, có thể thực hiện các động tác biểu diễn ( +4,5 g, -2,5 g). Ông đã tự kiểm tra độ bền thanh sườn cánh bằng cách đưa nó chịu 100 triệu lần uốn cong ngược xuôi, dùng một cần lệch được điều khiển bằng máy khoan.
Dưới đây là chiếc máy bay được Soullier cải tiến, trang bị hai động cơ điện 15 kilowatt mỗi chiếc.
Cri-Cri điện, trang bị hai động cơ điện. Phần trước đã được sửa đổi để lắp pin.
Tầm bay: 45 phút, với 45 kg pin lithium-polyme
Có nhiều loại pin lithium. Trong pin lithium-polyme, chất điện phân được chứa trong dạng gel. Những loại sẵn có và trang bị cho Cri-Cri điện có khả năng lưu trữ giới hạn, khoảng 0,2 kWh mỗi kg trọng lượng.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Accumulateur_lithium
Mỗi động cơ được cấp điện từ một bộ pin riêng để tăng an toàn. Động cơ điện loại bỏ các vết đen do ống xả, dây bugi, xi-lanh, giảm lực cản ước tính khoảng 45%. Nếu hai động cơ có thể phát triển tổng công suất 30 kW, "chim sẻ sắt" này có thể bay với 10 kW, do đó thời gian bay tổng cộng là 45 phút, tính cả dự phòng 15 phút trong các thao tác hạ cánh. Đang trong giai đoạn thử nghiệm.
**Một trong hai động cơ của Cri-Cri điện, không có nắp che. **
Bên phải là động cơ. Bên trái là tụ điện. Ở giữa là hệ thống chuyển đổi dòng điện một chiều từ pin thành "dòng điện xoay chiều ba pha" (thực tế dưới dạng xung).
Chuyến bay đầu tiên của Cri-Cri điện
Jean-Luc Soullier điều khiển:
Lần cất cánh đầu tiên, ngày 8 tháng 9 năm 2009, Jean-Luc Soullier điều khiển
Những con người điên rồ tuyệt vời này, trên những chiếc máy bay kỳ lạ của họ
Đang bay, chụp bởi Philippe Leynaud từ trực thăng do Daniel Michaud điều khiển ---
2 tháng 10 năm 2010: Cập nhật
Trên các hình ảnh được trình bày ở trên, có thể nhận thấy một nhược điểm thiết kế, khiến Soullier phải từ bỏ phương án này (xem phần sau). Hệ thống động cơ điện cần làm mát mạnh mẽ. Nhưng trong phương án Cri-Cri này, làm mát được thực hiện bằng hai cửa hút gió nằm ở hai nắp cánh quạt phía trước. Hệ thống này chỉ hoạt động khi máy bay di chuyển và cấm hoàn toàn việc đứng yên – điều cần thiết để kiểm tra động cơ trước khi cất cánh.
Cri-Cri ra đời từ đầu những năm 1970. Kể từ đó, có nhiều tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực vật liệu, dẫn đến cải thiện hiệu suất khí động học và giảm trọng lượng. Sợi carbon đang thay thế dần hợp kim nhẹ truyền thống. Một chiếc máy bay minh họa cho những tiến bộ này là Quickie.
Năm 1977, Tom Jewett, Gene Sheehan và nổi tiếng Burt Rutan tạo ra Quickie, máy bay đơn chỗ, sải cánh 5 mét, tốc độ 200 km/h, tải trọng 45 kg/m². Tổng trọng lượng 200 kg. Quãng đường có thể bay ở tốc độ 175 km/h: 950 km. Được sản xuất 3000 chiếc.
**Quickie **
Bố trí bánh đáp, không rút gọn, giúp lực cản nhỏ nhất (không có chân đáp) **Hiệu ứng mặt đất tối đa khi hạ cánh. **
Thực tế, có rất nhiều máy bay đơn chỗ nhỏ, sử dụng công nghệ tiên tiến và cho hiệu suất đáng kể.
Arnold AR5, 340 km/h chỉ với 65 mã lực
Một máy bay Pháp khác, cũng hoàn toàn bằng sợi carbon, LH10, hai chỗ ngồi tandem, cánh quạt bốn lá đẩy, động cơ piston Rotax 100 mã lực, làm mát bằng không khí, vừa được giới thiệu gần đây. Chỉ bánh trước là rút gọn.
LH - 10 của LH Aviation. Máy bay lắp ráp, giá 100.000 euro
Quãng đường có thể bay: 1480 km. Tốc độ: 340 km/h. Chỉ bánh trước là rút gọn. ---
Dự án Sunbird (chim trời mặt trời)
Đây là một... dự án tưởng tượng, lấy cảm hứng từ thiết bị sải cánh 5 mét do Alan Cocconi thực hiện, đã chứng minh khả năng bay liên tục 48 giờ vào năm 2005, bay ban đêm nhờ năng lượng tích trữ ban ngày.
Nếu tăng gấp đôi sải cánh và đưa lên 8-10 mét, ta có thể thiết kế một thiết bị tương tự, có thể bay vòng quanh Trái Đất và thậm chí... bay vô hạn. Nhưng thay vì được trang trí bằng logo thương hiệu, bay bằng tiền đô la, euro, franc Thụy Sĩ, nó sẽ đơn thuần là quốc tế, tài trợ bởi những người ẩn danh, và mang theo hy vọng của nhân loại về việc sử dụng năng lượng mặt trời. Dự án này có chi phí rất thấp. Cá nhân tôi đã nghĩ đến điều này từ hơn mười năm trước. Máy bay có thể được theo dõi, định hướng và hỗ trợ bởi tất cả các quốc gia đi qua, gửi lại hình ảnh mặt đất với một camera nhỏ có thể điều chỉnh góc. Khi đi qua ở độ cao thấp, nó có thể được phát hiện bằng radar (bằng cách đặt một bộ phản xạ radar dưới dạng ba tấm kim loại vuông góc trên máy bay), được chiếu sáng và quay phim. Cũng vậy vào ban ngày, trong các giai đoạn leo cao, hoặc ban đêm khi hạ xuống. Các máy bay thương mại có thể gặp nó và hành khách có thể nhìn thấy "Chim Mặt Trời" này.
*Người có khả năng thực hiện dự án này nhất chính là Alan Cocconi nhờ kinh nghiệm của ông. Có lẽ ông đã từng nghĩ đến điều đó? * ---
Để kết thúc vòng quan sát này, hãy nói về một thiết bị kỳ lạ, hoạt động hoàn toàn bằng năng lượng mặt trời, tận dụng các kỹ thuật tiên tiến nhất trong công nghệ nano, chuyển đổi khí carbonic thành oxy tự do và carbon, không gây ô nhiễm nào, đồng thời mang lại những lợi ích đáng kể về việc cố định đất, tổng hợp vật liệu xây dựng phân hủy sinh học, điều chỉnh khí hậu, dinh dưỡng, sức khỏe, duy trì đa dạng sinh học. Vượt xa giới hạn khả năng của công nghệ nano, thiết bị này còn... tự nhân bản:
Quay lại đầu trang, tài liệu quan trọng về máy bay điện nói chung ---
2 tháng 10 năm 2010: Cập nhật
Máy bay điện là hiện thực hóa một ước mơ kéo dài hai mươi năm đối với Jean-Luc Soullier. Ông không phải là người nghiệp dư trong lĩnh vực hàng không. Là phi công chuyên nghiệp, ông đã bay trên mọi loại máy bay tưởng tượng được. Ông từng là huấn luyện viên, hiện đang là phi công chuyến bay trung bình B757 cho vận tải hàng hóa. Ông cũng có nhiều kinh nghiệm làm phi công trực thăng, máy bay nước, phi công băng tuyết, và tổng cộng 14.000 giờ bay. Trong nhiều thập kỷ, ông đã làm việc phục hồi và khôi phục hoạt động cho khoảng hai mươi loại máy bay bay khác nhau, từ những cổ vật được nâng tầm thành di sản quốc gia đến các máy bay siêu âm Mig 21 được thu hồi từ lực lượng không quân Cộng hòa Séc.
Cứng đầu như ba mươi sáu con ngựa, không nản lòng trước các vấn đề quá nhiệt trong hệ thống động cơ ban đầu, giờ đây ông chuyển sang máy bay một động cơ.
Không, đó không phải là chiếc đó. Tôi nhầm hình...
Bébé mới. Bạn có thể nhận ra các lỗ thông gió ở hai bên nắp máy. Được chụp tại Vinon
Chiếc máy bay được thiết kế bởi Michel Colombani, được thực hiện (phần khung) bởi Jacques Labrousse. Cải tiến động cơ Lean-Luc Soullier
Chiếc máy bay nặng tối đa 200 kg MTOW (khối lượng tối đa lúc cất cánh)
Đây là phương tiện bay điện điều khiển hiệu quả nhất hiện nay. Dự án chuyến bay bưu chính đầu tiên giữa Monaco và Nice (do đó là quốc tế)
Chiếc tem được phát hành nhằm mục đích hoạt động aérophilatélique này
Trong khi chờ đợi nhiều cuộc thi vào năm 2011, lần cất cánh đầu tiên tại Vinon, với một giờ bay:
**Lần cất cánh đầu tiên tại Vinon, sau khi đậu ổn định. **
Những người điên tuyệt vời này, trên những chiếc máy móc kỳ lạ của họ...
Còn tiếp ---