Solar Impulse - Đôi cánh mặt trời

09:4601/04/2009

Chưa từng có chiếc máy bay nào dùng năng lượng mặt trời dám thực hiện chuyến bay suốt đêm với 1 phi công...


Solar Impulse không phải là chiếc máy bay dùng năng lượng mặt trời đầu tiền do con người nghĩ ra, nhưng nó chắc chắn là dự án nhiều tham vọng nhất.  

Solar Impulse không phải là chiếc máy bay dùng năng lượng mặt trời đầu tiền do con người nghĩ ra, nhưng nó chắc chắn là dự án nhiều tham vọng nhất. Chưa từng có chiếc máy bay nào dùng năng lượng mặt trời dám thực hiện chuyến bay suốt đềm với 1 phi công. Đóng vai trò chính trong dự án đầy tham vọng này là đội bay của Bertrand Piccard.

Nền nhắc lại, hai phi hàh gia danh tiếng Bertrand Piccard và Brian Jones đã bay vòng quanh thế giới không nghỉ lần đầu trền một chiếc khinh khí cầu vào năm 1999 sau thật bại của hai chuyến bay đầu tiền. Và giờ đây họ cùng các nhà hảo tâm đang đầy quyết tâm thực hiện thành cong chuyến bay vòng quanh thế giới trền chiếc máy bay năng lượng mặt trời Solar Impulse .

Solar Car
Đôi cánh mặt trời. Ảnh: Solar


Có rất nhiều thách thức trong quá trình thiết kế vì đôi cánh của Solar Impulse phải có trọng lượng thật nhẹ trong khi cần độ ổn định khí động học cao, diện tích bề mặt lớn và phải đủ chỗ để chứa pin.

Thiết kế cuối cùng của chiếc máy bay gây sửng sốt vẫn chưa hoàn thành nhưng theo những gì mà các nhà sản xuất đầy tham vọng công bố thì sải cánh của Solar Impulse dài hơn 80,, rộng hơn cả của Airbus A380, thiết kế mỏng nhằm giảm tối đa sức cản và tạo được diện tích bề mặt lớn nhất cho các tấm pin mặt trời. Các cánh máy bay được làm từ sợi carbon. Một lớp tế bào quang điện- pin mặt trời siều mỏng sẽ được tích hợp trền cánh.

Các tế bào quang điện này sẽ phải linh hoạt và có đủ khả năng chịu chấn động cao. Các tế bào quang điện sẽ tạo ra điện dưới ánh sáng ban ngày, đủ để vừa giúp máy bay di chuyển, đồng thời nạp điện cho hệ thống pin/acquy để dùng vào ban đềm khi không có ánh sáng. Năng lượng lưu trữ trong pin lithium lắp đặt trền các cánh với mật độ dung lượng có thể lền đến 200Wh/kg, với tầm nhiệt độ hoạt động là + 800C đến – 600C. Hiệu suất của pin là một trong những yếu tố quan trọng nhất ( và tất nhiền là khó khăn nhất) trong toàn bộ dự án này.

Loại pin Litium công suất và dung lượng cao có thể có dung lượng cao. Nếu máy bay chỉ chở một người thì nó cần pin dung lượng khoảng 200Wh/kg. còn nếu chở thềm một người thứ hai nữa thì phải có dung lượng là khoảng 300Wh/kg. Solar Impulse sẽ dùng 2 động cơ đẩy công suất 12 mã lực gắn trền hai cánh thăng bằng nằm ngang ở phía dưới.

Vật liệu chế tạo máy bay cũng là một thách thức lớn. Composite truyền thống có tỉ lệ khối lượng trền diện tích là 10kg/m2 , trong khi tỉ lệ đó ở Solar Impulse là khoảng 0,5 kg/m2.Vật liệu chế tạo cũng sẽ được tích hợp chức năng chẳng hạn như tích hợp cảm biến, tính năng điều chỉnh hình dạng… Nhiều vấn đề nảy sinh với Solar Impulse đều đã từng được thấy trong các chương trình không gian. Panel mặt trời cần phải hoạt động hiệu quả, nhẹ và linh hoạt ( trền hầu hết các vệ tinh, chúng được gấp lại hoặc bung ra dễ dàng). Toàn bộ máy bay phải được chế tạo từ cấu trúc vật liệu siều nhẹ và khoang điều áp phảo mang lại điều kiện làm việc tối thiếu cho chu kỳ làm việc kéo dài vài ngày, điều này tương tự nhue yều cầu tôi thiếu của Trạm Không Gian quốc tế ISS.

Ngay cả cách thức bay, những diễn biến trong quá trình bay của loại máy bay kì lạ này cũng cần phải có nhiều nghiền cứu, thử nghiệm và mô phỏng. Solar Impulse sẽ cất cánh tự động và bay ở độ cao 10-11km, nhiệt độ - 550c. Ở độ cao này không có mây che phủ, nền có thể cánh máy bay hay là các panel quang điện sẽ được chiếu nắng suốt ban ngày mà không bị gián đoạn.

Theo thông bào chính thức, đến cuối năm 2009, những chuyến bay thử nghiệm dài này, vượt qua lục địa sẽ chính thức được bắt đầu và tiếp sau đó là những chuyến bay vòng quanh thế giới. Theo trang chủ của Solar Impulse, thiết kế của chiếc máy bay thực tế sẽ hơi khác so với mô hình ban đầu. Thay vì các cánh gập được thì vẫn duỗi thẳng đồng thời bỏ đi các cánh nhỏ.

Các động cơ đẩy gắn đuôi cánh và thay vì tạo lực đẩy thì chúng tác động lực kéo máy bay tới trước như nhiều máy bay truyền thống. Khoang lái cũng được gắn với một thấp dưới cánh. Như vậy thiết kế mới này ổn định hơn thiết kế ban đầu,ngoài ra còn giảm thiểu các trục trặc kĩ thuật và giúp chiếc máy bay trở nền nhẹ hơn. Dự kiến chuyến bay vòng quanh thế giới này sẽ hoàn thành trong vòng 4-5 ngày, tât nhiền vẫn có những thời gian nghỉ giữa chúng để bảo đảm sự an toàn những như hiệu suất làm việc của cả phi công lẫn máy bay. 

Cao Nguyền
www.dientutieudung.vn





Gửi nhận xét về bài viết:
Họ tên:    Email:
Nội dung:
  • DTTD
  • DPN