Солнцелёт: принцип работы и конструкция солнечного аэростата

Важно отметить, что представленные данные носят справочный характер. Современные технологии, включая нейронные сети, пока не позволяют существенно улучшить или проверить точность данной концепции.

Общее описание системы

«Солнцелёт» — это инновационная солнечная аэродинамическая подъемная система. По своей сути, это аэростат, который генерирует подъемную силу не за счет легкого газа, а благодаря разнице температур внутри и снаружи конструкции, используя энергию солнца.

Внешний купол и общие габариты

  • Форма: Аэродинамическая, напоминающая каплю, сужающаяся к нижней части для улучшения устойчивости в воздушном потоке.

  • Материал: Для максимального пропускания солнечных лучей используется специальный прозрачный полиамидный композит, имеющий характерный янтарный оттенок.

  • Размеры: Общая высота конструкции составляет 6 метров, при этом максимальный диаметр в верхней части достигает 4,5 метра, а в самой узкой нижней точке — всего 0,5 метра.

Внутреннее устройство и системы стабилизации

  • Внутренний купол: На высоте 1,5 метра от основания расположен дополнительный купол диаметром 2 метра, который, вероятно, играет роль в формировании внутренних воздушных потоков.

  • Стабилизация: Для поддержания устойчивого положения в пространстве используется пассивный гиростабилизатор на карданной подвеске. Его движение ограничивается специальным ограничителем из углеродного волокна, не позволяющим системе наклоняться более чем на 10 градусов.

Ключевые функциональные элементы

  • Солнечный концентратор: В нижней части установлено параболическое зеркало с посеребренной поверхностью, обращенное вверх. Его задача — собирать и отражать солнечные лучи.

  • Теплоприемник: Отраженный свет фокусируется на черном титановом конусе, расположенном вверху под углом 45 градусов. Этот элемент, выполненный в виде сотовой (шестигранной) структуры с 50% перфорацией и специальным покрытием, предназначен для максимального поглощения энергии и нагрева.

Принцип работы и создание подъемной силы

  • Солнечное излучение свободно проходит сквозь прозрачный внешний купол.

  • Параболическое зеркало отражает и фокусирует лучи на поверхности титанового конуса-теплоприемника.

  • Конус нагревается до экстремально высоких температур (порядка 977°C), создавая внутри купола мощную горячую зону. При угле падения солнца в 45 градусов фокусное пятно имеет диаметр около 5 см и может смещаться относительно центра.

  • Нагретый воздух внутри замкнутого объема становится менее плотным. За счет этой разницы температур и плотности между внутренней и внешней средой и возникает подъемная сила, способная поднять всю конструкцию.

Несущая конструкция

  • Рама: Весь аппарат опирается на легкую и прочную раму, выполненную из тонкого профиля серого углеродного волокна.

  • Опора: На земле конструкция удерживается четырьмя тонкими напольными стойками.

Таким образом, разработанная система представляет собой полностью автономный летательный аппарат, использующий для полета исключительно солнечную энергию. Она рассчитана на работу в регионах с высокой интенсивностью солнечного излучения, где термодинамический процесс нагрева воздуха может обеспечить достаточную для подъема силу.

[Концепция, предложенная искусственным интеллектом. Развернутая статья, часть 27]

Больше интересных статей здесь: Наука и техника.

Источник статьи: Солнцелёт.