V létě letošního roku úspěšně dokončil letoun Solar Impulse 2 další významnou etapu v historii techniky: oblet Země s využitím výhradně solárního pohonu. Čistý let trval 558 h (23 a 1/4 dne) a překonal vzdálenost 43 000 km, stroj nicméně absolvoval několik mezipřistání na údržbu. Pro zajímavost: za zhruba stejnou dobu (21 dní) obletěla v roce 1929 zeměkouli německá vzducholoď Zeppelin. 

Letoun, v jehož kokpitu se střídali Švýcaři Bertrand Piccard a André Borschberg odstartoval k cestě kolem světa 9. března 2015 ze Spojených arabských emirátů, další etapy vedly přes Omán, Indii, Barmu, Čínu, Japonsko a USA, odkud po přeletu Atlantiku přistál v Evropě ve Španělsku (několikadenní přestávka na údržbu), poté pokračoval do Egypta a letos 26. července dorazil do cílového místa, odkud loni startoval: do Abú Zabí. Během obletu světa uskutečnil 16 mezipřistání na čtyřech kontinentech (v Asii, Severní Americe, Evropě a Africe) a přeletěl dva oceány (Tichý a Atlantský), Středozemní moře a Arabský poloostrov. Po cestě ustanovil několik leteckých rekordů, včetně nejdelšího sólového letu (117 h 52 min.) a prvního přeletu Atlantiku letounem na solární pohon (za zhruba 71 h). Původně se počítalo s tím, že celý oblet potrvá 5 měsíců a 25 letových dnů, ale projekt zbrzdilo neplánované zdržení kvůli technickým problémům s bateriemi na Havaji po přeletu Tichého oceánu, takže celkem strávili oba piloti na cestě přes 1,5 roku.

Triumf čisté energie

„Je to víc než úspěch v dějinách letectví. Je to historický úspěch pro obnovitelnou energii a čisté technologie. Jsem si jist, že v příštích 10 letech budou elektrická letadla pro 50 pasažérů dopravovat lidi na krátké a středně dlouhé vzdálenosti,“ prohlásil Bertrand Piccard, když vystoupil z kabiny po přistání v Abú Zabí s tím, že technologie použitá v letadle je využitelná i na zemi v každodenním životě a může až o polovinu snížit emise CO2.

Na vývoji a realizaci tohoto pozoruhodného stroje se kromě leteckých nadšenců, kteří byli inspirátory a organizátory projektu (tým ca 60 lidí), podílely i technologické firmy, které měly příležitost si v praktickém nasazení otestovat svá řešení, a to včetně extrémních podmínek. 

Létající laboratoř

Na konstrukci tohoto letounu se významně podílela společnost Dassault Systèmes. Tým Solar Impulse použil k výrobě solárního letounu specializované oborové řešení „Engineered to Fly“, založené na platformě 3DExperience. Aplikace pro 3D modelování komplikovaných struktur a kompozitních materiálů. Digitální simulace a plná dohledatelnost dat umožnily týmu virtuálně vyzkoušet letoun v jeho prostředí dříve, než se vydal na cestu. Platformu 3DExperience, včetně aplikaci CATIA a ENOVIA, použil konstruktérský tým už při výrobě předchůdce současného stroje, letounu Solar Impulse 1 před 10 lety. Ten posloužil jako zkušební projekt pro komplex moderních technologií, k vytvoření Solar Impulse 2. Pro dosažení přísně stanovených cílů minimální hmotnosti letounu a při navrhování kokpitu, který musel zajistit bezpečnost, pohodlí a také přístupnost pro střídajícího pilota na cestě kolem světa, byly proto použity nejen nový design trupu a křídel, nové materiály, ale vyžádalo si to i použití sofistikovaného designu a řídicích nástrojů.

Dalším z důležitých technologických partnerů byla společnost ABB, jenž poskytla odborníky, mezi něž patřili i inženýři, kteří pracovali jako členové pozemního štábu po celou dobu letu kolem světa. „Při pokusu o oblet světa se musel Solar Impulse vyrovnat s řadou problémů a výzev, jež ABB, řeší na zemi pro své zákazníky. Jde např. o maximální využití solárních panelů, zapojení obnovitelné energie do elektrických distribučních sítí a zvýšení energetické efektivnosti,“ komentoval účast na projektu generální ředitel ABB Group Ulrich Spiesshofer.

Solar Impulse 2 v kostce

Solární letoun je létající technický zázrak a přehlídka hi-tech. Dokáže letět průměrnou rychlostí 75 km.h-1 (na trase se pohyboval mezi 45 - 90 km.h-1), poháněn energií dodávanou z více než 17 000 solárních článků o tloušťce pouhých 135 µ (tenčích než lidský vlas), a lithiových baterií o hustotě energie optimalizované na 260 kWh/kg, v nichž se ukládá energie načerpaná ze slunce. Přes den může vystoupat až do výšky 9 km, v noci klesá na 1,5 km, aby šetřil energii a vyhnul se turbulencím a větrům o síle větší než 18 km.h-1.

Křídlo potažené vrstvou ultratenkých fotovoltaických článků tvoří lehká sendvičová struktura s výplní typu „včelí plástve“ mezi dvěma pevnými karbonovými vrstvami, což činí stroj robustní, ale přitom lehký. S hmotností 2,3 t je jen o něco těžší než běžný osobní automobil. Obsahuje 140 karbonových žeber rozmístěných v 50cm vzdálenosti, které udržují jeho aerodynamický tvar a dávají mu potřebnou tuhost. Uhlíkové prvky a sendvičová struktura byly použity také pro konstrukci draku. Pro potah trupu byly použity tenké uhlíkové pláty o hmotnosti 25 g/m2, což je třetina hmotnosti listu kancelářského papíru.

Čtveřice bezkartáčových a bezsenzorových motorů v gondolách zavěšených pod křídly (každý o výkonu 13,5 kW) je vybavena redukcí otáček, která limituje pohyb 4m dvoulisté vrtule na maximum 525 ot.min-1. Celkový systém vykazuje účinnost 94 % - to znamená nový rekord v efektivitě.

 Hmotnost všech čtyř motorů činí jen 633 kg, což představuje čtvrtinu hmotnosti letounu.

Piloti, kteří se střídají v letu, sedí v nepřetlakované kabině o velikosti 3,8 m3 s izolací z polyuretanové pěny o vysoké hustotě, aby mohli čelit extrémním teplotním výkyvům (od +40 do -40 °C). Prostor kabiny nemohl být vybaven topením, protože by spotřebovávalo cennou energii. Kabina musela pojmout i zásoby kyslíku, potravin vybavení pro přežití, to vše s ohledem na ergonomické požadavky několikadenního letu. Unikátním prvkem je např. víceúčelové sedadlo, které slouží i jako sklopné lůžko a toaleta, na zadní části je uložen padák a záchranný raft pro případ nouzového přistání na vodě. Při plném sklopení sedadlo umožňuje pilotovi provádět cviky pro udržení fyzické kondice a relaxaci.

Během letu byly prostřednictvím bezdrátového satelitního spojení neustále přenášeny do řídícího střediska stovky technických parametrů a informací ze senzorů, jimiž byl stroj vybaven.