I. AVIONES TRIPULADOS
1) Solar Challenger
El
Solar Challenger es la mejora del “Gossmer Penguin”, diseñado por la
empresa Aero Vironment y patrocinado por la empresa Dupont Corporation
de EE.UU.. Tenía una envergadura de 14.3 metros y un peso de 90 kg y
16.128 células fotovoltaicas que cubrieron los alas, con una potencia
total de 2.600 Wats. El Solar Challenger era capaz de alcanzar una
altitud de 3.660 m, y en julio de 1981 la aeronave fue el primer avión
solar en recorrer la distancia 262 km desde París a Manston en el Reino
Unido y cruzar el canal de la mancha solamente usando energía solar.
El éxito del Solar Challenger provocó un interés creciente en el
gobierno de EE.UU. respecto del vuelo solar y la financiación en
investigación de aviones teledirigidos a energía solar para vuelos
largos y a gran altitud. Debido a esto, la empresa AeroVironment empezó
con el proyecto de HALSOL, que era un avión solar para volar a gran
altitud, y fue iniciado en junio 1983. HALSOL era un ala voladora
simple, de 30 metros de envergadura. El ala principal estaba
hecho de lo fibra de carbono y Kevlar cubierto por una película de
plástico de Mylar fino que lo hacía claro y muy liviano. El desarrollo
del HALSOL fue hecho en secreto y nueve vuelos de HALSOL tuvieron lugar
en el verano de 1983 en la base aérea de Lago, en Nevada (donde también
el legendario bombardero invisible de F-117 fue evaluado y entró en
servicio el mismo año). Los vuelos del HALSOL fueron dirigidos usando
control remoto y baterías, dado que la aeronave no había sido equipada
con células solares todavía. La aerodinámica de HALSOL fue revalidada,
pero las pruebas resultaron en la conclusión de que la tecnología
fotovoltaica no estaba lo suficientemente madura en ese momento.
Mas información:
http://www.nasa.gov/centers/dryden/news/FactSheets/FS-054-DFRC.html
http://www.nasa.gov/centers/dryden/news/FactSheets/FS-054-DFRC.html
2) Sunseeker
El avión solar Sunseeker fue realizado piloto y campeón de planeadores Eric Raymond .Después de diseñar y desarrollar sus propios planeadores, fue invitado a que pilotear la aeronave propulsada por la fuerza del hombre con pedales Musculair II diseñada y desarrollada por Gunther Rochelt.
Eric Raymond luego de volar la nave a energía muscular se dio cuenta de que con placas solares sobre los alas, podía tener más de diez veces la potencia que tenía con los pedales.
Con el
estímulo de Klaus Savier y Gunther Rochelt, Eric desarrolló su concepto
del avión solar. Los diseños previos tenían alas grandes, para captar
grandes cantidades de energía. Pero Eric quería una aeronave más rápida
así que diseñó alas más pequeñas, eficientes, y ligeras, pero dependía
de baterías para suministrar energía en el momento de tomar altura y
luego almacenaba energía cuando el avión quedaba planeando, las placas
solares utilizadas pudieron suministrar la energía suficiente para
mantener el vuelo a nivel.
Entre 1986 y 1990 construyó el avión solar al que llamó SUNSEEKER y durante el mes de agosto de 1990 lo pilotó desde California a Carolina del Norte en 21 días. Donde el tramo más largo recorrido por el avión fue de 400 km.
El "Sunseeker" pesa sin el piloto 89 kg y está fabricado con células de
silicio amorfo. El sueño de Eric es volar alrededor del mundo con
energía solar, lo cual prevée que es posible hacerlo aplicando la
tecnología que ya está disponible.
Mas información:
3) Icare II
El avión solar Icaré II es un proyecto del cuerpo
docente de la Facultad de tecnología de viajes espaciales de la
universidad de Stuttgart en Alemania. Él avión es movido por medio de la
energía solar y es un avión que esta dentro de la categoría de los
aviónes solares. Con este proyecto, algunos premios fueron ganados y
quedó en uso para el futuro.El vuelo de demostración de la capacidad de funcionamiento del avión fue de 350 Km de recorrido.
El Proyecto
El cuerpo docente de la Facultad de tecnólogia de
viajes espaciales de la universidad de Stuttgart presento este avión en
la competencia de Berblinger en Alemania donde el objetivo de dicha
competencia era desarrollar un avión que utilize para su vuelo
horizontal exclusivamente energía solar fotovoltaica y un motor
eléctrico. El proyecto patrocinado por Baden - Württemberg y la
universidad Stuttgart, fue desarrollado en la facultad de tecnólogia de
viajes espaciales y dirigido por el profesor Voit – Nitschmann. El 7 de
julio de 1996 este avión gano dicho concurso por ser el mas eficiente
del concurso. También colaboraron con dicho proyecto estudiantes que
realizaron aproximadamente 45 estudios sobre el rendimiento y el diseño
estructural del avión.
Icaré II
El Icaré II es un planeador de gran rendimiento adaptado a su funcionamiento con energía solar, conjuntamente con el vuelo con térmicas caracteristico de los planeadores. Esto demostró que el vuelo con motor y témicas es posible. El motor es un motor eléctrico de 1200 w y esta colocado en el timón del avión para aumentar su rendimiento, para el inicio del vuelo se utiliza una batería cuya capacidad de almacenaje de energía es de 915 Wh que es cargada por los mismos paneles solares del avión cuando éste no esta en funcionamiento. Con las baterías que se utilizó en el primer vuelo del avión solo se llegaba a una altura de 400 m, debido al peso de éstas, pero con la colocación de baterias de Li–polímero se logró alcanzar alturas de 1200 m sobre el nivel del mar. Las características mas sobresalientes del avión son su bajo peso y el viajar a una velocidad baja que hace recordar a los viejos vuelos.
Especificaciones técnicas
Envergadura 25 m
Superficie de las alas 25 m2
Superficie de célula solar = 20.6 m ² ( 82 %de la superficie del ala)
Peso vacío : 264 kg
Carga adicional máxima 80 kg
Velocidad máxima permisible = 120 km / h
Duración de vuelo máxima utilizando unicamente las baterías : 40 minutos,
Alcance de máximo utilizando unicamente las baterías: 33,6 km,
Capacidad de carga de la batería : 915 wh
Potencia máxima del motor 12000 W
Eficiencia del motor 92%
Mas información:
http://www.ifb.uni-stuttgart.de/icare/icare.html
II. AVIONES NO TRIPULADOS
1 ) Solong
El proyecto de este UAV Solong se basa en la demostración de la viabilidad de hacer un UAV (Vehículo aéreo no tripulado) que funcione con energía solar y que pueda mantenerse en vuelo perpetuo durante el día y la noche.
Aplicaciones
Especificaciones técnicas
Envergadura 4.75m
Superficie de las alas: 1.50 m2
Peso: 12.8 kg
La baterías utilizadas son: 120 celdas de Li - Ion de Sanyo 18650
Las células solares utilizadas son: 76 Sunpower A300 solar
Potencia nominal de las células solares 225 W
Peso de la batería: 5.6 kg
Potencia máxima del motor: 800W
Minutos poder eléctricos para 95W de vuelo de nivel
Capacidad de almacenaje de energía de las baterías 1200 Wh
Alcance de control y telemetría: 8.000 m
Mas información:
Superficie de las alas: 1.50 m2
Peso: 12.8 kg
La baterías utilizadas son: 120 celdas de Li - Ion de Sanyo 18650
Las células solares utilizadas son: 76 Sunpower A300 solar
Potencia nominal de las células solares 225 W
Peso de la batería: 5.6 kg
Potencia máxima del motor: 800W
Minutos poder eléctricos para 95W de vuelo de nivel
Capacidad de almacenaje de energía de las baterías 1200 Wh
Alcance de control y telemetría: 8.000 m
Mas información:
2) Aviones desarrollados por la NASA Pathfinder, Pathfinder Plus, Centurión , y Helios
El programa de ERAST
El programa de tecnología (ERAST) es un programa para el uso de aviones como sensores ambientales de la administración espacial norteamericana. El programa de ERAST es una de las iniciativas de la administración espacial norteamericana diseñada para desarrollar nuevas tecnologías para continuar el liderazgo de EE.UU. en la industria espacial cada vez mas competitiva.
El enfoque principal de ERAST está sobre el desarrollo de aeronaves lentas que puedan operar y efectuar misiones de ciencia de larga duración en grandes altitudes, encima de los 20.000 m. Estas misiones pueden incluir muestras atmosféricas, la agrupación de las tormentas graves, el estudios de sobre la tierra, la obtención de imágenes espectrales para la observación de los cultivos, y servir de plataformas de telecomunicaciones.
Un esfuerzo paralelo al desarrollo de estas aeronaves es el desarrollando de sensores livianos y microminiaturizados para que puedan ser llevados por estos aviones. Las tecnologías adicionales consideradas por la alianza de ERAST de la administración espacial norteamericana incluyen materiales ligeros, aviónicas, la aerodinámica, y las otras formas de la propulsión apropiada para las altitudes extremas y para vuelos de larga duración.
a) Avión solar Pathfinder
Proviniendo del desarrollo del avión HALSOL en 1983 (posterior al Solar Challenger), el Pathfinder fue modificado con el agregado de las células solares actualizadas. Luego fue llevado a la base aérea de Dryden EE.UU. para nuevos vuelos de su etapa de desarrollo en el año 1995. El 11 de septiembre de 1995, el Pathfinder alcanzó una altitud de 15.400 m, estableciendo una nuevo registro de altitud para aeronaves solares.
Después de nuevas versiones actualizadas del avión en Dryden, a fines de 1996, el Pathfinder fue transferido a la base de misiles del Pacífico de la marina norteamericana en Barking Sands, Hawai. La isla de Hawai fue escogida como una ubicación óptima para evaluar el Pathfinder debido a los altos niveles de luz solar existentes en la zona, por el espacio aéreo y las frecuencias de radio disponibles y por la diversidad de los ecosistemas terrestres y costeros para validar aplicaciones de obtención de imágenes científicas.
En Hawai el Pathfinder realizó siete vuelos a gran altitud, uno de ellos llegó a una altitud que vatio el record del mundo para vuelos con aviones a hélice y para aviones solares y fue de 21.815 m.
b) Avión solar Pathfinder "Plus"
Durante 1998, el Pathfinder fue modificado a la
configuración de Pathfinder Plus, y tenía una mayor envergadura de sus
alas. El 6 de agosto de 1998, la aeronave modificada fue pilotada a una
altitud de 24.460 m en el tercero de los vuelos de prueba durante el
desarrollo de Pathfinder Plus sobre Hawai. El objetivo de los vuelos era
revalidar el nuevo sistema de propulsión solar y la aerodinámica y la
tecnología de los sistemas desarrollados para este Pathfinder Plus.
El
cambio más perceptible es la instalación de una nueva sección del ala
en su centro de 13,42 m de largo que incluye un plano aerodinámico de
gran altitud. La nueva sección es dos veces mas larga que la sección del
centro del Pathfinder original y incrementa la envergadura en conjunto
del avión de 30 m a 36,9 m. La nueva sección del centro del ala es
encabezada por células solares de silicio de mayor eficiencia
desarrollada por SunPower Corp. Sunnyvale, California, que pueden
transformar el 19 % de la energía solar que reciben por la energía
eléctrica útil para el suministro a los motores eléctricos del avión.
Eso si se compara con aproximadamente el 14 % de la eficiencia de las células solares anteriormente utilizadas que cubrían la mayor parte de la superficie de los paneles de ala del medio y de los exteriores del Pathfinder original. La potencia máxima fue aumentada de aproximadamente de 7.500 Watts en el Pathfinder a aproximadamente 12.500 Watts sobre Pathfinder Plus.
Además, el Pathfinder Plus tenía ocho motores eléctricos, dos más que la versión previa del Pathfinder original.
Eso si se compara con aproximadamente el 14 % de la eficiencia de las células solares anteriormente utilizadas que cubrían la mayor parte de la superficie de los paneles de ala del medio y de los exteriores del Pathfinder original. La potencia máxima fue aumentada de aproximadamente de 7.500 Watts en el Pathfinder a aproximadamente 12.500 Watts sobre Pathfinder Plus.
Además, el Pathfinder Plus tenía ocho motores eléctricos, dos más que la versión previa del Pathfinder original.
c) Avión solar Centurión
El Centurión, de la misma manera que sus predecesores inmediatos el Pathfinder y el Pathfinder Plus, es una aeronave de ala voladora pilotada por control remoto liviana y propulsada con energía solar en la que se utilizó para demostrar la tecnología de la aplicación de la energía solar para vuelos de larga duración y a gran altitud; y es considerado un avión de demostración de la tecnología y un prototipo para un futuro de aeronaves solares que podían quedarse en el aire por semanas o meses en el aire para realizar muestras científicas, misiones de obtención de imágenes o servir de plataformas de telecomunicaciones.
Aunque comparte gran parte de los conceptos de diseño del Pathfinder, el Centurión tiene una envergadura de 62,8 m, más de dos veces el ancho del Pathfinder y un 70 % más que el Pathfinder Plus. Al mismo tiempo, mantiene el cuerda del ala del Pathfinder, dando una proporción del ala de 26 a 1 en el ala del Centurión.
Los otros cambios visibles de su predecesor incluyen un plano aerodinámico del ala modificado diseñado para el vuelo a gran altitud. El ala flexible que fue fabricada principalmente de fibra de carbono y compuestos de epoxi, de grafito y de kevlar. El Centurión fue construido en cinco secciones, la sección del centro de 13,42 m de largo y las secciones del medio y las exteriores de 12,2 m de largo. Las cinco secciones tienen un grosor idéntico que es del 12 % de la cuerda del ala y que tenía aproximadamente 29,2 cm.
Las células solares que cubrirán la mayor parte de la superficie de ala superior proveían hasta 31 Kw de energía en el mediodía de un día de verano para el suministro de energía de los 14 motores eléctricos del avión, para los comandos del avión, para las comunicaciones y los demás sistemas electrónicos. El Centurión se movía a una velocidad relativa de vuelo de solamente 10 a 13 Km/h y también tenía un sistema de baterías de litio de alta densidad de energía almacenada que podía proveer de la energía necesaria para realizar un vuelo de 2 a 5 hs de duración después del anochecer. Los vuelos de prueba a poca altura iniciales en Dryden en 1998 se realizaban por la energía eléctrica suministrada por las baterías solamente, sin la instalación de las células solares.
d) Avión solar Helios
La
empresa constructora de estos aviones AeroVironment preveé que el
Helios es la aeronave solar final que puede brindar vuelos prácticamente
eternos en la estratosfera. Se basa en las tecnologías desarrolladas
por el Patfhainder y el Centurión pero añade un sistema de
almacenamiento de energía para el vuelo continuo en la noche. Con un
tamaño de un 25 a un 50 % más grande que Centurión, el avión Helios
almacenará hasta el dos tercios de la energía solar recibida por las
células solares durante el día en las baterías eléctricas le litio y
usará esta energía guardada en mantener el vuelo a su altitud durante
toda la noche. Como renovará su energía todos los días con el sol, el
Helios tendrá un vuelo con un límite práctico de hasta quizás seis meses
de duración durante el verano.
Mas información:http://www.nasa.gov/centers/dryden/news/FactSheets/FS-054-DFRC.html
3) Zephyr
El
Zephyr fue diseñado por la empresa privada de seguridad y defensa
QinetiQ de Inglaterra. El avión sólo pesa 14 kilogramos, con alas de 12
metros de envergadura. Tiene el record de velocidad: 252 Km/h y puede
volar durante meses alimentado con la energía solar en altitudes de
hasta 40 mil metros.
El Zephyr es simplemente un versión aligerada de un
proyecto que ya lleva mucho tiempo en su desarrollaro de un sistema de
UAV barato capaz de realizar recolecciones de datos constante a altas
altitudes del orden de los 30 km y además se puede utilizar como
plataforma de telecomunicaciones sobre una franja de 300 Km.
Durante
el mes de agosto de este 2007 en la base que Estados Unidos tiene en
Arenas Blancas (Nuevo México), logro el record de permanencia de un
avión en vuelo que fue de 54 horas. Si bien no es el primer avión a
energía solar en lograr una permanencia de dos noches propulasdo con
energía solar, sí el que más tiempo se ha mantenido en lo alto en vuelo
continuo. En el 2005 el avión solar SoLong, de la firma estadounidense
AC Propulsion, también fue capaz de volar durante dos noches, pero no
mantuvo su maquinaria en marcha durante todo el trayecto, sino que tuvo
que planear a intervalos.
Mas Información:
4) Solitair
El Solitair es un UAV (Vehículo aéreo no tripulado)
que funciona a energía solar diseñado para su funcionamiento en
latitudes medias. Lo que caracteriza al Solitair (Avión solar eléctrico
para vuelos largos a gran altitud) son sus alas gigantes, que tienen
cinco metros y medio de largo y con placas solares graduables para una
absorción de la radiación solar óptima de acuerdo a la latitud que se
encuentre el avión. Fue diseñado por el DLR Instituto de Sistemas de
Vuelo de Alemania en cooperación con la Universidad Técnica de Munich en
Alemania y se desarrollo específicamente para realizar estudios
diversos en las latitudes norteñas de Europa.
Mas información:
