Solar Impulse: жизнь проекта

Самолёт, способный летать ночью и днём за счёт солнечной энергии.

Цель проекта заключалась в разработке символа, который будет привлекать, вдохновлять и стимулировать новаторский и идейный дух, особенно в области возобновляемых источников энергии и экологически чистых технологий. Сама же мечта главного вдохновителя этого проекта Бертрана Пиккара о непрерывном полёте с нулевым топливом родилась по результатам кругосветного полёта на воздушном шаре, которое он совершил в 1999 году вместе с Брайаном Джонсом. В то время в полёт они ушли с 3,7 тонны / ~ 8,22 фунта из пропана и закончили всего с 40 кг / 88 фунтов по прибытии. Когда Бертран Пиккар понял, что их попытка не удалась из-за отсутствия топлива, то пообещал себе снова полететь вокруг земли, но уже не используя ископаемых видов топлива. После технико-экономического исследования, проведенного Швейцарским федеральным технологическим институтом в Лозанне (EPFL) под руководством Андре Боршберга, проект Solar Impulse был официально запущен в 2003 году.

Связывая науку по продвижению экологически чистых технологий с приключениями, Бертран Пиккар объединяет партнёров для финансирования проекта, определяет его философию и характеризует его символический и политический охват. Он одним из первых представил экологию через призму прибыльности и показал, как возможности экономики могут решать вопросы изменения климата. Во время кругосветного полёта, по очереди управляя самолётом вместе с партнёром Андре Боршбергом, Бертран продемонстрировал то, что энергоэффективность и возобновляемые источники энергии могут достигать невероятных целей, а обширное использование современных чистых технологий оказывать самую эффективную помощь окружающей среде. Убежденность и широта опыта Бертрана позволили ему мобилизовать большой круг партнёров для поддержки Solar Impulse, несмотря на скептицизм в авиационной промышленности.

«Если самолёт может летать по всему миру без капли топлива, то, несомненно, чистые технологии могут быть реализованы на земле, чтобы сделать мир более чистым, более эффективным и богатым». ― Бертран Пиккар ― после полёта и заключительной посадки в Абу-Даби.

Бертран привлёк к участию более 80 партнёров ― корпорации, учреждения и частные лица, ― которые предоставили технологии и финансирование для проекта. Эти лидеры отрасли признали в передовой философии Бертрана конкретную возможность стимулировать собственные инновационные процессы и продвигать современные решения для общества и устойчивого будущего. Стремление Бертрана к исследованиям неизвестного является продолжением семейного наследия, переданного через три поколения изобретателей, посвятивших свою жизнь научным приключениям и защите окружающей среды. Во-первых, был Огюст Пиккар, который открыл путь для современной авиации с первым в истории стратосферным светом в герметичной капсуле, которую он изобрёл. Позднее именно Жак Пиккар стал пионером научной экологии, когда обнаружил следы жизни во время исторического погружения с его батискафом в самую глубокую точку океана ― Марианскую впадину. Будучи молодым человеком, он первым начал раннее развитие дельтапланеризма и сверхлёгких летательных аппаратов в Европе, выиграл гонку трансатлантических воздушных шаров (Transatlantic Balloon Race) и совершил первый в мире кругосветный полёт на воздушном шаре без пересадок в истории авиации на расстояние и продолжительность. В течение 20 дней этого кругосветного полёта вместе с английским воздухоплавателем Брайаном Джонсом Бертран опасался, что не хватит пропана, и в связи с этим пообещал себе совершить ещё один кругосветный рейс, но на этот раз без топлива. Так был рождён проект ― «Солнечный импульс».

Страсть к исследованию вывела на новый уровень навыки Бертрана как врача и психиатра, когда он искал альтернативные терапевтические решения в гипнозе, восточных подходах и даосизме. Эта практика прошла полный круг, Бертран использовал гипноз для повышения уровня бдительности и управления усталостью, когда он в течение нескольких дней находился под контролем воздушного шара Брейтлинга Орбитера, а позднее ― в самолёте «Солнечный импульс».

Его послужной список придаёт уверенность в его руководстве, поскольку он побуждает других открывать новые способы мышления. Бертран прирожденный коммуникатор, уважаемый не только за достижение высоких целей, но и за демонстрацию шагов, необходимых для их достижения. Его голос слышен в самых уважаемых институтах по всему миру, в таких организациях как Организация Объединённых Наций, Всемирный экономический форум, COP21, TED, европейские институты и многие национальные правительственные органы. Он был доверенным советником и помощником в разработке новых социальных решений, он был назначен Чемпионом Земли и послом доброй воли Организации Объединённых Наций по экологической программе (ЮНЕП). Вдохновение, которое он получал от других исследователей и пионеров, вызывает у него желание также взамен вдохновлять младшие поколения.

Второй пилот самолета Андре Боршберг имеет солидный опыт создания и управления компаниями и, без сомнения, опыт лётчика. С самого детства Андре мечтал о полётах и проявлял жажду раздвигать границы и решать новые задачи. Являясь пилотом в швейцарских ВВС, он летал на самолётах различных типов и реактивных истребителях. В свободное время наработал ряд дополнительных лицензий профессионального пилота, в том числе и вертолётов, и получает удовольствие от высшего пилотажа. Говорят, он способен летать практически на любом самолёте. Интуитивная прозорливость привела к знакомству с Бертраном в 2003 году. А приход его в «Солнечный импульс» начался с того, что Андре встретился с деканом Инженерного факультета Швейцарского федерального технологического института (EPFL), ведущего швейцарского технологического университета, который рассказал ему о Бертране и его планах летать по всему миру, используя только возобновляемые источники энергии. Перед ним открывалась возможность, которая бывает только раз в жизни, принять участие в приключении и внести свой вклад в новую веху в авиации ― проявить силу, человеческую изобретательность и выносливость. И он решился стать участником этого дерзкого по тем временам предприятия, помочь возглавить, казалось бы, невозможную миссию ― создать самолет и научить его лететь. Ему не было никакого отказа.

Во время службы в ВВС Андре получил инженерную степень по механике и термодинамике, а также сертификаты в области финансового менеджмента и управления бизнесом. Получив степень магистра управления в школе Массачусетского технологического института, он начал работать в McKinsey и в дополнение к партнёрству с венчурной фирмой в течение восьми лет успешно запустил два стартапа, в том числе Innovative Silicon, технологическую компанию в области памяти микропроцессоров. Благодаря своей жене Ясмин Андре открыл йогу и медитацию, которые были важны для его успехов в исследовании и предпринимательстве. Эти методы сыграли решающую роль в его подготовке к стрессовым и физическим ситуациям, таким как пилотирование самолёта Solar Impulse.

Третий участник «Солнечного импульса» ― это, конечно же, «Всемирный альянс за чистые технологии». Он объединяет стартапы, компании, учреждения и организации, производящие, внедряющие или поддерживающие использование чистых технологий. Участники обмениваются опытом и создают синергию для улучшения общей производственно-сбытовой цепочки и демонстрируют конкретные решения для поддержки правительств, корпораций и учреждений в достижении их целей в области охраны окружающей среды и здоровья, консультируя их в зависимости от их конкретной ситуации. Некоммерческая ассоциация зарегистрирована в швейцарском законодательстве, штаб-квартира расположена в Лозанне. Чтобы гарантировать свою независимость, все члены обязаны подписывать и следовать принципам и ценностям, изложенным в её Уставе, и соглашаться нести ответственность за свои стандарты. Главной целью Альянса является глобальное продвижение к чистым технологиям. Ещё один участник, Фонд Solar Impulse, предлагает Альянсу административную поддержку, а также средства массовой информации, политические и институциональные отношения, возникшие в ходе кругосветного солнечного полёта. Альянс финансируется, в частности, такими партнерами, как Covestro, Solvay, Nestle (Ковестро, Солвей и Нестле), а также частными лицами.

Риски, испытания, безопасность

Во время кругосветного периода на проект работало 150 человек. Команде часто было очень сложно, потому что проект развивался в гибком режиме на основе неопределенностей, непредсказуемости. ― Для нас, ― рассказывает Бертран, ― было обычным делом принять решение в понедельник, изменить его в среду и затем снова подвергнуть его сомнению в пятницу и так далее. Это был замечательный профессиональный и человеческий опыт, но чрезвычайно требовательный, особенно во время полётов, который проводился в течение нескольких недель. А также высокие уровни достижений и требования, но нам повезло, что у нас была замечательная и целеустремленная команда, основанием творчества которой послужили энтузиазм и ответственность.

Чтобы выдерживать длительные ночи продолжительностью несколько дней и ночей, система стабилизации, разработанная Altran, позволяет пилоту спать по 20 минут каждые 5 часов. На телах пилотов находятся электрокардиограммы размера спидометра от EPFL, чтобы отслеживать их усталость в полёте, в то время как изящные нейлоновые волокна Solvay стабилизируют температуру тела пилотов. В случае аварийной ситуации над океаном лётчик должен выбросить боковую дверь и прыгнуть с помощью своего парашюта, который он может активировать в любое время. Оказавшись в воде, он должен раздуть свой спасательный плот и активировать свой личный локатор-маяк, чтобы его могли найти спасательные команды. В рамках подготовки к этому событию пилоты получают предполетную подготовку специалистов по спасению на море.

― Наши приключения, ― рассказывает Андре Боршберг, ― являются рискованными, но, принимая во внимание то, что у каждого из нас есть семьи, ― мы стремимся снизить риски до минимально возможного уровня. Мы знаем, как выпрыгнуть из самолёта, как использовать парашют, как выжить в океане и так далее. И если бы вдруг какая-нибудь из вышеперечисленных ситуаций случилась, я уверен, что мы смогли бы использовать навыки, приобретённые в ходе нашего обучения, и выжить.

О материалах и самолёте

Самолёт показывает, что всё возможно с точки зрения энергоэффективности, аэродинамических характеристик, легкости и прочности материалов. Сверхлёгкий дизайн был основан на композитных материалах, а также на композитах из углеродного волокна благодаря процессу, разработанному Covestro. Самолёт был построен из углеродных «сэндвич-листов», этот процесс производства не требует эпоксидного клея, а получающиеся в результате углеродные слои в три раза легче, чем лист бумаги. Изоляционная пена, также от Covestro Wit, защищает пилотов от экстремальных условий вместо системы отопления. Что касается изоляции, то в здесь используются материалы, которые можно использовать во всех домах и бытовых приборах. Изоляция из пеноматериала высокой плотности, которая окружает кокпит и батареи, разработана Bayer Material Science.

Инновации в лёгких материалах, энергоёмких батареях и эффективных двигателях имеют огромные возможности применения, когда отрасли берут на себя инициативу по адаптации и адаптации их к своим продуктам и системам. С 17 248 солнечными элементами на вершине своих крыльев Si2 использует энергию солнца в течение дня и скользит по ночам на запасенной энергии. Солнечные элементы от SunPower толщиной всего 135 микрон (примерно такие же тонкие, как человеческие волосы) покрыты устойчивой к ультрафиолету и водонепроницаемой смолой Solvay ― тонкая пленка фторсополимера, задуманная Solvay, которая в настоящее время защищает солнечные элементы Solar Impulse. Эти ячейки являются хрупкими и не имеют механического сопротивления, но когда они покрыты этой плёнкой, они могут быть сформованы в кривизну крыла без разрушения. Смола устойчива к ультрафиолетовому излучению, водонепроницаема и имеет толщину всего 17 микрон. Эта технология может быть использована для электромобилей.

Кроме того, чтобы обеспечить видимость при посадке после захода солнца, лёгкая система посадки с использованием светодиодов была разработана компанией Omega. Огни защищены тем же эластичным пластиком, что и в часах Swatch. Вся система, включая защитное стекло, проводку, силовой трансформатор и разъём, весит всего 2 кг (4,4 фунта). Чтобы сделать ночной полёт Si2 более комфортным, усовершенствованный процесс окисления, изобретенный Kokam, максимизирует плотность энергии литий-полимерных аккумуляторов, а инновационное связующее от Solvay улучшает их химическую стабильность. Эти нововведения позволяют хранить излишнюю энергию для питания. И не только. В окружении новаторской изоляционной пены, с пористостью на 40% меньше, изобретенной Covestro, батареи могут оставаться при подходящей рабочей температуре, никогда не опускаясь ниже ‒4°F. Большинство тепловых двигателей работают на КПД около 30%, но Si2 может похвастаться прорывом с электрическими двигателями, совместно изготовленными специалистом по контролю движения Etel и поставщиком постоянных магнитов Vacuumschmelze, которые достигают высоты 97% эффективности.
Это было достигнуто путём разрезания магнитов двигателя на тонкие кусочки и выравнивания их бок о бок, чтобы одновременно минимизировать потерю веса и потерю энергии. Улучшенная смазка, разработанная Solvay, уменьшает трение в двигателе. Если один из двигателей выходит из строя, интеллектуальная технология диспетчера от Omega позволяет перераспределять мощность между остальными двигателями, чтобы самолёт оставался сбалансированным в воздухе.

Планы на ближайшее будущее

Сегодня Фонд Solar Impulse, представляя Всемирный альянс для эффективных решений, ставит своей целью объединить стартапы, компании, учреждения и организации, производящие, внедряющие или поддерживающие использование чистых технологий. Вместе участники уже обмениваются опытом и создают синергию для улучшения общей производственно-сбытовой цепочки и демонстрируют конкретные решения для поддержки правительств, корпораций и учреждений в достижении целей в области охраны окружающей среды и здоровья, консультируя в зависимости от конкретной ситуации.

Партнёры проекта
Федеральный совет, Конфедерация Швейцарии (Swiss Confederation), Международная ассоциация воздушного транспорта (IATA), Федеральная по- литехническая школа Лозанны (EPFL), Европейское космическое агентство (ESA), Dassault Aviation — французская самолетостроительная компания, Nestlé Health Science, Sun Power Corp., Hirslanden Private Hospital Group, Sputnik, Clarins, Toyota, BKW FMB Energy Ltd., Swiss Re Corporate Solutions, Moët Hennesy, Bayer Material Science, Covestro, Swisscom, The Altran Group, The Solvay group, Omega, Schindler, ABB

Фотографии ниже слева направо:

Что думают участники проекта

• Бертран Пиккар: «Мы должны использовать чистые технологии не потому, что они «экологичны», а потому, что они «логичны» и являются способом преодоления разрыва между экологией и экономикой. Даже если изменения климата не будет, тем не менее использование энергоэф- фективных технологий имеет смысл: создавать рабочие места, получать прибыль и стимулировать устойчивый рост, а также сокращать выбросы CO2 и защищать природные ресурсы».
• РичардНорткоут, главный специалист по устойчивому развитию в Covestro: «Мы рады продолжить наши отношения с Solar Impulse, наш вклад в проект доказал, что у нас есть технологии, чтобы сделать мир ярче, и через этот альянс мы намерены ускорить внедрение этих технологий для решения проблем, стоящих перед обществом, при одновременном росте бизнеса».
• Жан-Пьер Кламадье, генеральный директор компании Solvay, первого партнёра Solar Impulse. «Успех Solar Impulse доказал всему миру, насколько мощной совместной инновацией между перспективными предпринимателями и компаниями, которые верят в науку и исследования, может стать достижение технологических прорывов. Это только начало того, что открытое сотрудничество и инновации могут сделать для борьбы с изменением климата».
• Генерал Пан Ги Мун (ООН): «Полёт самолёта проекта Solar Impulse показал миру, что можно протолкнуть границы технологий, чтобы создать основу для устойчивого будущего. Инициативы, подобные Всемирному альянсу за чистые технологии, ― это именно то, что нам нужно для того, чтобы эффективнее помогать инвесторам, правительствам, городам и гражданам собрать богатый набор чистых технологий, которые уже существуют или находятся в стадии разработки».
• Патрисия Эспиноса, исполнительный секретарь Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций По изменению климата (UNFCCC): «Нам нужны самые лучшие и яркие умы ― с Севера и Юга ― для предоставления чистых технологий, которые могли бы совместно достигать целей Парижского соглашения об изменении климата и всех целей устойчивого развития, чтобы стать катализатором здорового и процветающего будущего для всех». ■