Solarflugzeug
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Solarflugzeuge werden elektrisch über Solarzellen und Elektromotoren angetrieben. Da sie ihre Energie ausschließlich durch die Sonneneinstrahlung beziehen, benötigen sie keinen fossilen Treibstoff und verursachen somit keine Emissionen (Schadstoffausstoß).
Solarflugzeuge können vorzugsweise als sehr hoch fliegende Objekte eingesetzt werden, da die Sonneneinstrahlung in großen Höhen weniger durch die Erdatmosphäre gedämpft wird und keine Abschattung durch Wolken erfolgt.
Stattet man diese Flugzeuge mit einem Energiespeicher aus, der tagsüber einen Teil der Sonnenenergie speichert und ihn nachts für den Antrieb zur Verfügung stellt, können Solarflugzeuge theoretisch unbegrenzt, in der Praxis zumindest für Tage, Wochen, vielleicht sogar Monate in der Luft bleiben. Zurzeit wird ein Wasserstofferzeuger-Brennstoffzellensystem als Energiespeicher favorisiert.
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[Bearbeiten] Gossamer Penguin
Ende der 1970er Jahre, basierte auf dem muskelkraftbetriebenen Flugzeug „Gossamer Albatross“.
[Bearbeiten] Solar Challenger
Erstflug: Ende 1980, Überquerung des Ärmelkanals mit einem Solarflugzeug am 7. Juli 1981.
[Bearbeiten] Pathfinder
Pathfinder wurde zu Beginn der 1980er Jahre für ein Geheimprogramm in den USA entwickelt. Nach einigen Flügen stellte man fest, dass die Technik für tagelange solarbetriebene Flüge noch nicht weit genug fortgeschritten war. Daraufhin wurde Pathfinder eingemottet. 1993 wurde es von der Ballistic Missile Defence Organization wieder flugbereit gemacht und 1994 der NASA für ihr ERAST-Programm (Environmental Research Aircraft and Sensor Technology) überstellt, das die Entwicklung unbemannter Fluggeräte zum Ziel hatte.
Am 11. September 1995 wurde ein erster Weltrekord für solarbetriebene Flugzeuge aufgestellt, als in einem 12stündigen Flug eine Höhe von 15.240 m (50.000 ft) erreicht wurde. Am 7. Juli 1997 wurde dieser Rekord auf 21.802 m (71.530 ft) erhöht. Das war der Weltrekord für propellerbetriebene Flugzeuge und Solarflugzeuge. 1998 entstand aus Pathfinder der Pathfinder Plus.
Technische Daten:
- Spannweite: 29,5 m
- Länge: 3,6 m
- Masse: 252 kg
- Nutzlast: 45 kg
- Geschwindigkeit: etwa 27-32 km/h (17-20 mph)
- Nennleistung der Solarzellen: 7,5 kW
- Antrieb: 6 Elektromotoren mit je max. 1,5 kW
- Hersteller: AeroVironment, Inc., Monrovia, Calif.
[Bearbeiten] Centurion
Centurion stellt eine Weiterentwicklung des Pathfinder plus dar.
- Spannweite 62,8 m (206 ft)
- 14 Elektromotoren
- Solarzellen mit einer Leistung von bis zu 31 kW
- Geschwindigkeit: ca. 27-33 km/h (15-18 kn)
- Beginn des Baus: 10. Februar 1997
- Erstflug 10. November 1998
Ab Januar 1999 wurde das Flugzeug zum Helios-Prototypen umgebaut.
[Bearbeiten] Helios
Benannt nach dem gleichnamigen Sonnengott der griechischen Mythologie, ist Helios ein von der NASA und der kalifornischen Firma AeroVironment entwickeltes unbemanntes Leichtflugzeug. Mit diesem Fluggerät gelang es am 13. August 2001 über Hawaii, den Höhenweltrekord für nichtraketengetriebene Flugzeuge zu brechen. Mit einer erreichten Höhe von 29.413 Metern wurde der fast 25 Jahre alte Rekord von 25.929 Metern eines SR-71 Blackbird-Spionageflugzeuges übertroffen. Diese Art von Fluggerät soll eine Alternative zu Satelliten darstellen oder auch für Forschungsaufgaben in sehr großen Höhen eingesetzt werden.
Die ersten Testflüge fanden im September 1999 mit Batteriebetrieb statt. Der spätere Rekordflug wurde ausschließlich durch Nutzung von Sonnenenergie durchgeführt. Allein der Aufstieg dauerte etwa 6 Stunden.
Das 580 kg schwere Fluggerät wurde von 14 Elektromotoren angetrieben. Die Spannweite betrug 75,3 Meter und war damit 10,9 m größer als bei einer Boeing 747-400.
Auf der Flügeloberfläche waren fast 66.000 Hochleistungs-Solarzellen der Firma SunPower mit einem Wirkungsgrad von 22 Prozent montiert, die bei voller Sonneneinstrahlung 30 kW elektrischer Leistung zur Verfügung stellten. Der Preis der verwendeten Solarzellen lag bei knapp 9 Millionen Dollar. Die Fluggeschwindigkeit betrug etwa 30 bis 50 km/h.
Helios stürzte am 29. Mai 2003 bei Hawaii in den Pazifik. Als Absturzursache wird von der NASA ein Problem mit der Steuerung des Flugzeugs und daraus resultierenden strukturellen Schäden angegeben
Technische Daten:
- Spannweite: 75,3 m
- Länge: 3,7 m
- Masse: 600 bis 929 kg
- Geschwindigkeit: etwa 30-43 km/h (19-27 mph), 274 km/h oder 170 mph auf Gipfelhöhe
- Antrieb: 14 Elektromotoren mit je max. 1,5 kW
Anmerkung: Die Angaben in den Quellen zur Spannweite, erreichten Höhe und altem SR-71-Rekord sind teilweise widersprüchlich, liegen jedoch in der selben Größenordnung.
[Bearbeiten] Solair
[Bearbeiten] Solair I
Deutsches Solarflugzeugprojekt von 1980, basierte auf dem Serien-Flugzeug Canard - 2FL. Es wurde von Günther Rochelt entworfen und konstruiert.
[Bearbeiten] Solair II
Solair II, Nachfolger von Solair I, ist ein deutsches Solarflugzeugprojekt, das im Jahre 1996 begann und zum Ziel hatte, ein Solarflugzeug zu entwickeln und zu bauen, das einen höheren Gebrauchswert gegenüber dem Vorgänger besitzt. Dabei orientierte man sich am Segelflugzeugbau. Solair II besitzt ein V-Heckleitwerk, an dessen Flossenspitze je ein Propeller für Vortrieb sorgt. Das Flugzeug wurde in Halbschalen-Sandwichbauweise mit Wabenkernen gefertigt. Es ist mit aufgeladenen Akkus eigenstartfähig. Für den Geradeausflug werden 755 Watt Antriebsleistung benötigt.
- Flugzeug
- Spannweite: 20,00 m, Flügelfläche: 17,00 m², Rumpflänge: 6,12 m
- Rüstmasse: 140 kg
- Max. Flugmasse (MTOW): 230 kg
- Solargenerator
- Solarzellen-Typ: 13,44 m² monokristalline Siliziumzellen
- max. Wirkungsgrad: 17,3 %
- max. Leistung (Strahlung 500 W/m²): 1163 W
- Antrieb
- Zwei Permanent-Magnet Gleichstrommotor mit Druckpropeller (1,46 m Durchm.) im Leitwerk
- Nennspannung: je 30 V (Motoren in Reihe geschaltet)
- max. Leistung: 2 x 4500 W
- nach einer Modifizierung wurden 2 x 4 kW-Motoren mit 2-Blatt-Faltpropellern (2 m Durchm.) mit Blattverstellung eingesetzt
- Batterien
- Batterie-Typ: 54 Zellen in Reihe, 2-4 Akkupacks parallel, Nennspannung: 65 V
- Kapazität: max. 4 x 5,2 Ah = 20,8 Ah, speicherbare Energie: max. 1352 Wh
[Bearbeiten] ICARE II
ICARE II ist ein deutsches Solarflugzeugprojekt der Universität Stuttgart aus dem Jahr 1996.
[Bearbeiten] Solar Impulse
Die Solar Impulse des Schweizers Bertrand Piccard und der EPFL soll ca. 2011 als erstes Solarflugzeug eine komplette Weltumrundung schaffen.
[Bearbeiten] Siehe auch
[Bearbeiten] Weblinks
- www.solarflugzeuge.de - „Fliegen mit Sonnenkraft - Faszination Solarflug“
- www.solair.de - „Solair 2 - Fliegen mit Sonnenenergie“
- www.nasa.gov - Centurion-Seite bei der NASA (englisch)
- www.solarmobil.info/#flieger WEB-Links des Bundesverbandes Solare Mobilität zu Solar- und Elektro Fliegern
- sky-sailor.epfl.ch - Solar Flugzeug Projekt in der Schweiz
- Solar Flight History - Sehr gute Solarflug Geschichte
- Fotos des Solar Chellenger
