تطوير الطائرات التي تعمل بالطاقة الشمسية: سولار ون

طائرة سولار ون، التابعة لشركة تطوير الطائرات التي تعمل بالطاقة الشمسية، هي طائرة بريطانية تجريبية متوسطة الجناح ، تعمل بالطاقة الشمسية ومأهولة، صممها ديفيد ويليامز وأنتجتها شركة تطوير الطائرات التي تعمل بالطاقة الشمسية تحت إشراف فريدي تو. في 13 يونيو 1979، أصبحت واحدة من أوائل الطائرات التي تعمل بالطاقة الشمسية التي تحلق، بعد طائرة أسترو فلايت صن رايز غير المأهولة وطائرة ماورو سولار رايزر المأهولة ، وأول طائرة بريطانية ناجحة تعمل بالطاقة الشمسية. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

كان فريدي تو عضوًا في لجنة جائزة كريمر، وقد بدأ مشروعه الخاص لإنتاج طائرة تعمل بالطاقة البشرية للمنافسة على الجائزة. يتألف هيكلها من إطار خشبي مغطى بغشاء سولارفيلم المستخدم في صناعة نماذج الطائرات ، والذي يُعالج حراريًا . بُني الجناح من ثلاثة أقسام: قسم مركزي ولوحين خارجيين، لتسهيل التخزين والنقل. أما دعامة الجناح فهي عبارة عن عارضة صندوقية من خشب التنوب المصفح . ويمكن إزالة أسطح الذيل بسرعة للتخزين. ^{[ 1 ]} تبين أن الطائرة الناتجة، التي يبلغ وزنها 104 كيلوغرامات (230 رطلاً) ، ثقيلة جدًا للطيران البشري، لذا قام تو بتحويلها إلى نظام يعمل بالطاقة الشمسية.  

تم تركيب وحدة طاقة أمامية تتكون من أربعة محركات كهربائية من نوع بوش، كل منها بقوة 1 حصان (1 كيلوواط)، تعمل بمغناطيس دائم، بجهد 36 فولت تيار مستمر ، وتيار 12 أمبير. تُغذى هذه المحركات ببطارية نيكل-كادميوم وزنها 29 كيلوغرامًا (65 رطلًا) مكونة من 24 خلية بسعة إجمالية 25 أمبير/ساعة، موصولة على التوالي لتوفير جهد خرج أقصى (في حالة الدائرة المفتوحة) يبلغ حوالي 29 فولت. تُشغل المحركات مروحة ثنائية الشفرات بطول 160 سم (63 بوصة) عبر تروس تخفيض سرعة من نوع سلسلة دراجة هوائية بنسبة 3:1. تدور المروحة بسرعة قصوى تبلغ 1100 دورة في الدقيقة، تتناقص مع انخفاض شحن البطارية. يتم التحكم في الطاقة بواسطة مفتاح تشغيل/إيقاف بسيط.      

لإعادة شحن البطاريات، تم تركيب 750 خلية شمسية بقطر 3 بوصات بتكلفة 6000 جنيه إسترليني. في ذلك الوقت، كانت الخلايا الشمسية باهظة الثمن للغاية، وكانت الجزء الأكثر تكلفة في الطائرة، وكان لا بد من تحديد سعتها للبقاء ضمن ميزانية المشروع البالغة 16000 جنيه إسترليني . ^{[ 1 ] [ 2 ]}

لا تكفي الطاقة الناتجة من الخلايا الشمسية لاستمرار الطيران. قبل الإقلاع، تُستخدم هذه الخلايا لشحن البطاريات. ثم تُزوّد ​​البطاريات الطائرة بالطاقة اللازمة للإقلاع والصعود الأولي. تكفي البطاريات المُثبّتة للصعود لمدة ثماني دقائق، بالإضافة إلى دقيقتين للتحليق. ^{[ 1 ]}

أُجريت أول محاولة طيران في مطار لاشام ، هامبشاير ، المملكة المتحدة، في 19 ديسمبر 1978. كان ضبط زاوية ميل المروحة غير صحيح، ولم تُحقق المحاولة سوى قفزة قصيرة. وفي 13 يونيو 1979، قام الطيار كين ستيوارت برحلة ناجحة، قطعت خلالها الطائرة مسافة تقل قليلاً عن 1.2 كيلومتر . ^{[ 1 ]} أقلعت الطائرة بسرعة تتراوح بين 33 و 37 كيلومترًا في الساعة، ووصلت إلى سرعة 65 كيلومترًا في الساعة وارتفاع 24 مترًا . وفي رحلة ثانية في اليوم نفسه، حقق بيل ميدمنت سرعة 78 كيلومترًا في الساعة . جميع الرحلات تمت باستخدام طاقة البطاريات التي تم تزويدها من الخلايا الشمسية المثبتة على الأرض. ^{[ 1 ] [ 2 ]}          

تم إلغاء رحلة جوية مخططة عبر القناة الإنجليزية عندما تبين أن الطائرة لا تفي بأهدافها المتعلقة بالتحمل. ^{[ 2 ]}

البيانات من تاريخ رحلات الطاقة الشمسية ^{[ 2 ]} و Flight Global ^{[ 1 ]}

الخصائص العامة

• الطاقم: واحد
• الطول: 22  قدمًا  (6.71  مترًا)
• طول الجناح: 68  قدمًا  (20.73  مترًا)
• مساحة الجناح: 260 قدم  مربع  (24  متر ^مربع )
• نسبة العرض إلى الارتفاع : 17.8:1
• شكل الجناح : وورتمان FX180
• الوزن فارغاً: 230  رطلاً (104  كجم)
• محطة توليد الطاقة: 4 محركات كهربائية من نوع بوش، تعمل بتيار مستمر 36 فولت، 12 أمبير، ذات مغناطيس دائم، قدرة كل منها 1  حصان (0.75  كيلوواط)، مع خرج طاقة عبر سلسلة تخفيض بنسبة 3:1
• المراوح: ثنائية الشفرات، قطرها 1.60 متر ( 5  أقدام و3 بوصات )  

أداء

• السرعة القصوى: 48  ميلاً في الساعة (78  كم/ساعة، 42  عقدة)
• سقف الخدمة: 80  قدمًا (24  مترًا)

طائرات ذات دور وتكوين وعصر مماثل

• أسترو فلايت شروق الشمس
• رافع ماورو للطاقة الشمسية
• ماككريدي سولار تشالنجر