Почему полет Solar Impulse длился так долго?

Solar Impulse только что сделал большие новости о перелете из Японии на Гавайи на самолете на солнечной энергии за пять дней.

Но пять дней кажутся очень долгими. Давайте сделаем математику на этом. Расстояние от Японии до Гавайев примерно 6 , 611 к м , так 6 , 611 к м / 5 д а у с / 24 час о ты р с знак равно 55 к м / час

Таким образом, он летел в среднем 55 к м / час ? Это кажется слишком медленным для поддержания подъемной силы.

Я добавил еще немного информации.
Самолет не летел по прямой из-за необходимости уклоняться от непогоды и бороться с преобладающими ветрами. Ему также нужно было немного покружиться перед посадкой, потому что он прибыл очень рано утром, когда было слишком темно. Таким образом, фактическое пройденное расстояние (и средняя скорость) были немного выше, но все же ниже 75 км/ч.)

Ответы (2)

Нет, он не мог лететь намного быстрее с доступной энергией.

Подъемная сила зависит от площади крыла и динамического давления. Solar Impulse 2 имеет площадь крыла 269,5 м², способную нести 2,3 тонны массы. Это нагрузка на крыло всего 8,53 кг/м²; намного меньше, чем даже у планеров (они начинаются примерно с 30 кг/м²). Это позволяет ему летать очень медленно; если предположить, что он летит с коэффициентом подъемной силы с л для оптимальной дальности для винтовых самолетов

с л знак равно π ⋅ А р ⋅ ϵ ⋅ с Д 0
и угадайте коэффициент сопротивления при нулевой подъемной силе с Д 0 быть 0,029 и соотношение сторон А р быть 19,18, результат 1,377. Это уже близко к максимальному коэффициенту подъемной силы, который я ожидаю 1,6. Теперь нам нужно уравнение подъемной силы, чтобы рассчитать скорость, необходимую для поддержания полета с этим коэффициентом подъемной силы:
в знак равно 2 ⋅ м ⋅ грамм с л ⋅ С ⋅ р
Предположим, он летит на высоте 9000 м, где плотность воздуха р составляет всего 0,4671 кг/м³ , результат равен 16,13 м/с или 58 км/ч. Теперь учтите, что он будет летать в начале, поздно ночью и в конце полета на меньших высотах, и может не иметь возможности лететь по прямому курсу (может, чтобы облететь плохую погоду), а на 55 км/ч смотреть вполне правдоподобно, если не откровенно быстро. На уровне моря оптимальная дальность полета составляет всего 9,96 м/с или 35,86 км/ч, что примерно соответствует его взлетной скорости.

Быстрый полет потребует больше энергии и не позволит Solar Impulse 2 перезарядить свои батареи в ночное время. Солнечный полет должен быть медленным , чтобы вообще быть возможным.

Отсюда

Солнечная импульсная производительность

Solar Impulse может летать с той же скоростью, что и автомобиль, от 36 км/ч (20 узлов) до 140 км/ч (77 узлов).

На уровне моря: минимальная скорость 45 км/ч (20 узлов) и максимальная скорость 90 км/ч (49 узлов). На максимальной высоте: от 57 км/ч (31,5 уз) до 140 км/ч (77 уз).

Отсюда

Статья Wired.Com, интервью с пилотами

«Вы должны реагировать быстро, потому что если вы спуститесь на 50 метров, вы достигнете максимальной скорости», — говорит он о конструктивных ограничениях самолета. «Если вы подниметесь на 50 метров, вы достигнете скорости сваливания».

Расчетная максимальная скорость составляет 44 узла (51 миль в час), но пилоты ограничиваются 35 узлами (40 миль в час). Скорость сваливания — точка, в которой воздушный поток отделяется от крыла и оно больше не создает достаточную подъемную силу — составляет всего 19 узлов (22 мили в час).

Спасибо. Я не представлял себе, что самолет может летать на таких медленных скоростях.
Пожалуйста. Имеет массивные крылья. Площадь крыла является ключевым фактором в уравнении подъемной силы .
@David Оказывается, все самолеты на солнечных батареях довольно медленные. Я даже видел видео, на котором кто-то следует за одним из них по взлетно-посадочной полосе во время его разбега... на велосипеде. Плотность солнечной энергии на самом деле довольно мала. В то время как пиковая плотность солнечной энергии, когда солнце находится прямо над головой и нет облаков, составляет около 1 кВт на квадратный метр, общая средняя плотность солнечной энергии на широтах, где проживает большинство людей, составляет всего 100-200 Вт (0,1-0,2 кВт) на квадратный метр. метр. Для справки, этого почти достаточно для питания моей видеокарты... и это даже если у вас есть 100% эффективные панели (чего нет ни у кого).
@DavidGrinberg: есть даже обычные самолеты, которые могут летать так медленно, даже медленнее. Например, Ан-2, которому почти 70 лет, может летать так медленно, что в его инструкции даже не указана скорость сваливания! Вы можете управляемо летать со скоростью 40 км/ч, а если будете лететь медленнее, то просто спуститесь, как на парашюте.
Почему полет Solar Impulse длился так долго?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v