أسترو فلايت شروق الشمس

كانت طائرة AstroFlight Sunrise نموذجًا تجريبيًا غير مأهول لتكنولوجيا الطائرات الكهربائية، وهي أول طائرة تحلق بالطاقة الشمسية . ^{[ 1 ]}

بدأت فكرة طائرة "صن رايز" في نوفمبر 1970، وحلقت لأول مرة في 4 نوفمبر 1974 من بحيرة بايسيكل، وهي بحيرة جافة تقع في قاعدة فورت إروين العسكرية بولاية كاليفورنيا الأمريكية . دُمر النموذج الأولي الأول في رحلته الثامنة والعشرين بسبب اضطرابات جوية. وفي العام التالي، حلقت النسخة المحسّنة "صن رايز 2" . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

أثناء عمله كمهندس في شركة هيوز للطائرات ، بدأ رولاند بوشيه العمل على تصميم طائرة تعمل بالطاقة الكهربائية في نوفمبر 1970، مُقدِّراً أن بطاريات النيكل والكادميوم المتوفرة آنذاك ستكون كافية لتشغيل طائرة شراعية نموذجية يتم التحكم فيها لاسلكياً. أثبتت المشاريع التجريبية المبكرة صحة الفكرة، وفي عام 1973، وجّه بوشيه اهتمامه إلى ابتكار طائرة تعمل بالطاقة الشمسية قادرة على التحليق على ارتفاعات عالية وتتمتع بقدرة غير محدودة على التحليق. ^{[ 1 ]}

شرح بوشيه المشروع لرؤسائه في شركة هيوز للطائرات عام ١٩٧٢، وبعد مراجعته، أسندت الشركة المشروع إليه عام ١٩٧٣. حصل بوشيه على إجازة من هيوز لمتابعة المشروع، وانضم إلى شقيقه، بوب بوشيه، في شركة أسترو فلايت ، وهي شركة لتصنيع الطائرات النموذجية الصغيرة في فينيسيا، كاليفورنيا . بعد نجاحهما في تحليق طائرة مسيّرة كهربائية تحمل حمولة ٢ كيلوغرام (٥ أرطال) ضمن مشروع داربا لصالح شركة نورثروب ، انتقلا إلى مشروع صن رايز. ^{[ ٥ ]}  

باستخدام خلايا شمسية جاهزة متوفرة تجاريًا بكفاءة لا تتجاوز 10%، حسب بوشيه أن مشروعه سيحتاج إلى قدرة طيران تبلغ حوالي 0.5 كيلوواط (0.7 حصان) . صُممت الطائرة لتكون طائرة شراعية بدون طيار ، قادرة على التحليق على ارتفاع 73,000 قدم (22,250 مترًا) ، وتعمل بمحرك كهربائي واحد بمغناطيس من الساماريوم والكوبالت ، وهو أول محرك من نوعه في العالم. لن تستخدم الطائرة بطاريات، بل ستهبط ليلًا من ارتفاعها التشغيلي إلى حوالي 10,000 قدم (3,048 مترًا) عند الفجر، قبل أن تتوفر الطاقة الشمسية مجددًا للصعود. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}      

رأى بوشيه في طائرة صن رايز دليلاً على إمكانية تطوير طائرة لاحقة قادرة على البقاء محلقة في الجو لأشهر على ارتفاع 100,000 قدم (30,480 متراً) . ^{[ 5 ] [ 9 ]}  

تم تمويل مشروع شروق الشمس من قبل داربا بدءًا من يناير 1974 وأدارته شركة لوكهيد للطائرات في ساني فيل، كاليفورنيا ، مع تحديد العقد "طائرة لإثبات المفهوم تعمل فقط بواسطة ضوء الشمس الساقط على أسطح الجناح". ^{[ 9 ]}

تولى رولاند بوشيه مهمة التصميم الهيكلي، والديناميكا الهوائية، والقياس عن بُعد، والتحكم، والملاحة. كما صمم دمج الألواح الشمسية، والمحركات الكهربائية، وعلبة التروس، والمروحة. واختار جناحًا من طراز إيبلر 387. وكانت الخلايا الشمسية عبارة عن وحدات تجارية دائرية قطرها 5 سم (2.0 بوصة) مقدمة من شركة هيليوتك . أما هيكل الطائرة الفعلي، فقد بناه فريق بقيادة خبير بناء النماذج فيل برنهاردت. ^{[ 5 ]}  

بلغ طول جناحي طائرة صن رايز 10 أمتار (32 قدمًا) ، وبلغ وزنها الإجمالي 10 كيلوغرامات (22 رطلًا) . وكان حمل الجناح منخفضًا جدًا، حيث بلغ 0.011 كيلوغرام/متر مربع (4 أونصات لكل قدم مربع). صُنع هيكل الطائرة من خشب التنوب والبلسا والقيقب. ونظرًا لخشونة أسطحها، تم تركيب الخلايا الشمسية فقط على الثلثين الخلفيين من السطح العلوي للجناح. ^{[ 9 ]}     

صُنعت عوارض الجناح من أغطية عوارض من خشب التنوب مع طبقات تقوية من خشب القيقب عند جميع نقاط التثبيت، وشبكتين قص من خشب البلسا بسمك 2 مم ( 3/32 بوصة) مثبتتين على شرائح من خشب البلسا بسمك 3 إلى 10 مم (1/8 إلى 3/8 بوصة ) على عوارض الجناح. صُنعت الأضلاع من خشب البلسا بسمك 2 مم ( 3/32 بوصة ) . نتج عن هذا التصميم صندوق عوارض من خشب البلسا بأغطية مخروطية من خشب التنوب. غُطيت الحافة الأمامية بخشب البلسا بسمك 0.8 مم (1/32 بوصة ) لتشكيل عارضة D للحافة الأمامية. شُكلت الحافة الخلفية من صفيحتين بعرض 51 مم ( 2 بوصة ) وسمك 0.8 مم (1/32 بوصة ) تُشكلان مثلثًا مع أقسام عوارض رأسية بسمك 3 إلى 10 مم (1/8 إلى 3/8 بوصة ) بين الأضلاع. كان الغطاء مصنوعًا من مادة المايلار بسماكة نصف مل . وكان طول الجناح 32 قدمًا (10 أمتار) ، ويزن 5 أرطال (2 كيلوغرام)، وكان قادرًا على حمل أوزان تصل إلى 100 رطل. ^{[ 10 ]}                  

كان التحكم يتم عبر جهاز إرسال واستقبال بيانات عن بُعد من تصميم وبناء شركة S&O Radio . يحتوي جهاز الراديو القياسي ذو الست قنوات من S&O على قنوات للتحكم في المصعد، والدفة، وتشغيل وإيقاف المحرك، ووضع تشغيل الخلايا الشمسية. ويمكن ضبط الخلايا الشمسية للتشغيل على التوالي أو التوازي . توفر وظائف القياس عن بُعد بيانات عن تيار المحرك، وجهد المحرك، وسرعة دوران المحرك، وسرعة الهواء، بالإضافة إلى مرجعين للاتجاه من بوصلة شمسية للملاحة. ^{[ 8 ]}

بدأت اختبارات الطيران في عام 1974 في بحيرة بايسيكل بولاية كاليفورنيا. أُجريت الرحلات الأولى باستخدام طاقة البطارية، حيث تم إطلاق الطائرة بواسطة حبل مطاطي إلى ارتفاع 6 أمتار (20 قدمًا) . وفي رحلتها الأولى، وصلت الطائرة إلى ارتفاع 150 مترًا (500 قدم) قبل أن تعود للهبوط. ^{[ 2 ]}  

أدى نقص الأيام المشمسة إلى تأخير اختبارات الطيران، ولكن في المجمل، أُجريت 28 رحلة. كانت طائرة "صن رايز" ترتفع ببطء في البداية حتى تبرد خلاياها الشمسية وتزداد كفاءتها. وفي رحلتها الثامنة والعشرين، تحطمت الطائرة عندما حلقت بالقرب من سحابة ركامية على ارتفاع حوالي 2438 مترًا (8000 قدم)، وتسببت الاضطرابات الجوية المصاحبة في تحطم هيكل الطائرة. ^{[ 2 ]}  

وقد سمح نجاح الرحلات الجوية التي تم إنجازها لبوشيه بالتصريح بما يلي:

أثبت مشروع شروق الشمس جدوى الطيران بالطاقة الشمسية إلى ارتفاعات شاهقة. ^{[ 2 ]}

اقترحت داربا ولوكهيد تصميمًا لاحقًا لطائرة صن رايز، بحيث تعمل بالبطاريات ليلًا بدلًا من مجرد التحليق. صمم رولاند بوشيه الطائرة الثانية باستخدام ألواح شمسية ذات كفاءة أعلى وأكثر انسيابية من الناحية الديناميكية الهوائية. ^{[ 11 ]}

أُصيب رولاند بوشيه بإرهاق شديد نتيجة عمله على طائرة "صن رايز" الأولى، وعانى من قصور احتقاني في القلب . نُقل إلى العناية المركزة في مستشفى سانتا مونيكا . أثناء وجوده في المستشفى، استقال من شركة "أسترو فلايت" وباع حصته فيها لأخيه بوب بوشيه الذي واصل العمل على طائرة "صن رايز" الثانية. بعد تعافيه، عاد رولاند بوشيه للعمل في شركة "هيوز إيركرافت" على برامج عسكرية سرية. ^{[ 11 ]}

حلقت طائرة صن رايز 2 لأول مرة في 27 سبتمبر 1975 من قاعدة نيليس الجوية ، بالقرب من لاس فيغاس، نيفادا . ^{[ 3 ] [ 4 ]}

مشروع شروق الشمس - النموذج الأولي رقم 1 (شروق الشمس 1)

أول طائرة حلقت لأول مرة في عام 1974 ^{[ 1 ]}

مشروع شروق الشمس النموذج الأولي رقم 2 (شروق الشمس 2)

نسخة محسنة لعام 1975 لعرض الطيران على ارتفاعات عالية ^{[ 12 ]}

البيانات من موقع مشروع شروق الشمس ^{[ 9 ] [ 10 ]}

الخصائص العامة

• الطاقم: لا يوجد
• الطول: 14  قدم 4  بوصة (4.36  متر)
• طول الجناح: 32  قدمًا (9.8  مترًا)
• شكل الجناح : إيبلر 387
• الوزن فارغاً: 22  رطلاً (10  كجم)
• أقصى وزن للإقلاع: 27  رطلاً (12  كجم)
• محطة توليد الطاقة: محرك كهربائي مغناطيسي من الساماريوم والكوبالت ، بنسبة نقل سير 6:1، يعمل بواسطة 1872 خلية شمسية دائرية بقطر 5 سم، بقدرة 0.60 حصان (0.45 كيلو واط).  
• المراوح: ذات شفرتين، قطرها 2  قدم و6  بوصات (0.76  متر)

أداء

• سرعة الإبحار: 14  ميلاً في الساعة (22  كم/ساعة، 12  عقدة)
• سقف الخدمة: 73,000  قدم (22,000  متر) سقف التصميم
• معدل الصعود: 150  قدم/دقيقة (0.76  متر/ثانية)
• حمولة الجناح: 0.0023  رطل/  قدم مربع (0.011  كجم/م ² )

• الطائرات الكهربائية

طائرات ذات دور وتكوين وعصر مماثل

• رافع ماورو للطاقة الشمسية
• تطوير الطائرات التي تعمل بالطاقة الشمسية: سولار ون

• أرشيف الموقع الرسمي على archive.org
• صورة لشروق الشمس تظهر الخلايا الشمسية
• صورة لشروق الشمس أثناء الإقلاع