AstroFlight Sunrise
| AstroFlight Sunrise | |
|---|---|
| Roll | Experimentflygplan |
| Nationellt ursprung | Förenta staterna |
| Tillverkare | AstroFlight |
| Designer | Roland Boucher |
| Första flygningen | 4 november 1974 |
| Status | Pensionerad |
| Antal byggt | 2 |
AstroFlight Sunrise var en obemannad experimentell demonstrator av elektrisk flygplansteknologi och det första flygplanet som flög på solenergi .
Först tänkt i november 1970, flög Sunrise först den 4 november 1974 från Bicycle Lake, en torr lakebed på Fort Irwin Military Reservation , Kalifornien , USA . Den första prototypen förstördes på sin 28:e flygning av turbulens. Den förbättrade Sunrise II flög följande år.
Utveckling
Medan han arbetade som ingenjör på Hughes Aircraft , började Roland Boucher designarbete på ett eldrivet flygplanskoncept i november 1970, och beräknade att de samtida nickel-kadmium- batterier som finns tillgängliga skulle vara tillräckliga för att upprätthålla flygningen med en radiokontrollmodell glidflygplan. Tidiga experimentella projekt bevisade konceptet ljud och 1973 vände Boucher sin uppmärksamhet till skapandet av ett soldrivet flygplan på hög höjd som skulle ha obegränsad uthållighet.
Boucher förklarade projektet för sina överordnade på Hughes Aircraft 1972 och efter att ha granskat det släppte företaget projektet till Boucher 1973. Boucher tog tjänstledigt från Hughes för att fortsätta projektet och gick med sin bror, Bob Boucher, på AstroFlight , en liten modellflygplanstillverkare i Venedig, Kalifornien . Efter att ha lyckats flyga en elektrisk drönare som bär en nyttolast på 5 lb (2 kg) på ett DARPA- projekt för Northrop Corporation , gick de sedan vidare till Project Sunrise.
Genom att använda kommersiellt tillgängliga solceller från hyllan som endast producerar 10 % verkningsgrad, beräknade Boucher att hans projekt skulle behöva kunna flyga på cirka 0,5 kW (0,7 hk). Flygplanet var tänkt som ett obemannat segelflygplan som skulle ha en operationshöjd på 73 000 fot (22 250 m), driven av en elektrisk motor med ensamarium-koboltmagnet, den första motorn i sitt slag i världen. Flygplanet skulle inte använda några batterier och skulle istället sjunka på natten från sin drifthöjd till cirka 10 000 fot (3 048 m) i gryningen, innan solenergi återigen var tillgänglig för klättring.
Boucher såg Sunrise som ett proof of concept för ett efterföljande flygplan som skulle kunna förbli uppe i månader på en höjd av 100 000 fot (30 480 m).
Project Sunrise finansierades av DARPA som startade i januari 1974 och administrerades av Lockheed Aircraft Corporation i Sunnyvale, Kalifornien , med kontraktet som specificerade ett "proof of concept-flygplan som drivs enbart av infallande solljus på vingytorna."
Roland Boucher tog på sig uppdraget med strukturell design, aerodynamik, telemetri, kontroll och navigering. Han designade också integrationen av solpanelen, elmotorerna, växellådan och propellern. Han valde en Eppler 387 flygplan för vingen. Solcellerna var 5 cm (2,0 tum) runda kommersiella enheter från Heliotech. Själva flygplanet konstruerades av ett team under expertmodellbyggaren Phil Bernhardt.
Sunrises vingspann var 32 fot (10 m) och flygplanet hade en bruttovikt på 22 lb (10 kg). Vingbelastningen var mycket låga 4 ounces per kvadratfot (0,011 kg/kvm) . Flygplanets struktur byggdes av gran, balsa och lönn. På grund av sin ojämnhet var solcellerna endast monterade på de bakre två tredjedelarna av vingens övre yta.
Vingbalkarna byggdes av sparhattar av gran med lönnfördubblare vid alla fästpunkter och två 3 ⁄ 32 tum (2 mm) balsa-skärbanor fästa vid 1 ⁄ 8 till 3 ⁄ 8 tum (3 till 10 mm) balsaremsor på vingen spars. Revbenen var gjorda av 3 ⁄ 32 tum (2 mm) balsa. Denna konstruktion resulterade i en balsa sparbox med avsmalnande granhattar. Framkanten täcktes med 1 ⁄ 32 tum (0,8 mm) balsa för att bilda en främre kant D-spar. Den bakre kanten bildades av två 2 tum (51 mm) breda 1 ⁄ 32 tum (0,8 mm) ark som bildade en triangel med 1 ⁄ 8 till 3 ⁄ 8 tum (3 till 10 mm) vertikala rundsektioner mellan ribborna. Täckningen var 1/2 mil Mylar . Vingen med en spännvidd på 32 fot (10 m) vägde 5 lb (2 kg) och kunde belasta upp till 100 pund.
Styrningen skedde via en S & O Radio designad och byggd telemetrisändare och mottagare. Standard S&O sexkanalsradion hade kanaler för hiss, roder, motor på och av och driftläge för solceller. Solcellerna kunde ställas in för antingen serie- eller parallelldrift . De tillhandahållna telemetrifunktionerna gav data om motorström, motorspänning, motorvarvtal, flyghastighet och två kursreferenser från en solkompass för navigering.
Verksamhetshistoria
Flygtestning påbörjades 1974 vid Bicycle Lake, Kalifornien. De första flygningarna genomfördes på batterikraft, med hjälp av en bungee-kabel upp till 20 fot (6 m). På sin första flygning nådde flygplanet 500 fot, innan det återvände för en landning.
Brist på soliga dagar försenade flygprovningen, men totalt gjordes 28 flygningar. Soluppgången skulle först klättra långsamt tills dess solceller svalnade och deras effektivitet ökade. På sin 28:e flygning förstördes flygplanet när det flögs för nära ett cumulusmoln på cirka 8 000 fot (2 438 m) och den tillhörande turbulensen bröt flygplanets struktur.
Verkningarna
Framgången med de flygningar som hade slutförts gjorde det möjligt för Boucher att säga:
Project Sunrise hade visat genomförbarheten av soldriven flygning till extrema höjder".
DARPA och Lockheed föreslog en uppföljningsdesign till Sunrise för att drivas på natten av batterier istället för att bara glida. Roland Boucher designade det andra flygplanet med solpaneler med högre effektivitet som var mer aerodynamiskt smidiga.
Roland Boucher hade blivit fysiskt utmattad av sitt arbete med den första soluppgången och han led av kronisk hjärtsvikt . Han lades in på intensivvård på Santa Monica Hospital . Medan han var på sjukhus sa han upp sig från AstroFlight och sålde sina intressen i företaget till sin bror Bob Boucher som fortsatte att arbeta på det andra Sunrise-flygplanet. Efter att ha återhämtat sig återvände Roland Boucher för att arbeta på Hughes Aircraft med hemliga militära program.
Sunrise II flög först den 27 september 1975 från Nellis AFB , nära Las Vegas, Nevada .
Varianter
- Project Sunrise Prototype #1 (Sunrise I)
- Initialt flygplan flög första gången 1974
- Project Sunrise Prototype #2 (Sunrise II)
- 1975 förbättrad version för flygdemonstration på hög höjd
Specifikationer (Sunrise I)
Data från Project Sunrise webbplats
Generella egenskaper
- Besättning: Inga
- Längd: 4,36 m (14 fot 4 tum)
- Vingspann: 32 fot (9,8 m)
- Aeroplan : Eppler 387
- Tomvikt: 22 lb (10 kg)
- Max startvikt: 27 lb (12 kg)
- Kraftanläggning: 1 × Samarium-Cobalt magnet elektrisk motor , 6:1 remdrift, driven av 1 872 runda solceller med 5 cm diameter, 0,60 hk (0,45 kW)
- Propellrar: 2-bladiga, 2 fot 6 tum (0,76 m) diameter
Prestanda
- Kryssningshastighet: 14 mph (22 km/h, 12 kn)
- Servicetak: 73 000 fot (22 000 m) Designtak
- Klättringshastighet: 150 fot/min (0,76 m/s)
- Vingbelastning: 0,0023 lb/sq ft (0,011 kg/m 2 )
Se även
Flygplan med jämförbar roll, konfiguration och era