«Альбатросом» по шаманизму

Одним из самых впечатляющих образцов цифровой экономики, продемонстрированных на завершающемся сегодня в Сколково форуме «Открытые инновации», стала Летающая лаборатория проекта «Альбатрос».

В то время, как участники форума с интересом рассматривали беспилотные такси, которые Яндекс по соглашению со «Сколково» испытывает на территории иннограда, удивительная серебристая птица-лаборатория – гибрид самолета и планера – скромно разместилась на зеленой лужайке между двумя сколковскими зданиями, Матрешкой и Гиперкубом. Пока в Матрешке шла панельная дискуссия, в ходе которой обсуждались контуры цифрового будущего, самолет с его футуристическими контурами ненавязчиво намекал на то, что это самое будущее уже наступило. Или вот-вот наступит.

Цель проекта «Альбатрос» - беспосадочный кругосветный перелет на энергии Солнца. За штурвалом «Альбатроса» будет знаменитый путешественник Федор Конюхов, которому предстоит преодолеть 35 тысяч километров за 150 часов.

В чем тут новость? Еще в 2015 году самолет Solar Impulse 2 обогнул Земной шар, не пользуясь топливом, а движимый энергией солнца. Новость в том, что «Альбатрос» должен совершить беспосадочный полет, в то время, как детищу швейцарского изобретателя Бертрана Пикара потребовалось разбить весь полет на 17 фрагментов с соответствующим числом посадок.

За год до того полета Пикар был в Москве на форуме «Открытые инновации» и делился своими соображениями о том, что такое инновации вообще и как они проявляются в полетах на солнечной энергии – в частности.

По мысли Пикара, «инновации – это не новые идеи; это способность оставлять позади старые идеи». Он иллюстрирует этот парадоксальный, на первый взгляд, тезис, таким примером. Человечество всегда мечтало о небе, но строить воздухоплавательные аппараты люди начали совсем недавно. Между тем примитивный самолет могли бы построить еще древние египтяне. Их технологические возможности вполне это позволяли. Почему они этого не сделали? Просто потому, что, по их представлениям, небо принадлежало не человеку, а богам. Как только человечество распрощалось с этой устаревшей идеей, оно приступило к покорению неба.

Исходя из сформулированного швейцарским инноватором принципа, он высказал идею, которая, на его взгляд, должна стать определяющей в 21 веке. Это идея сохранения источников энергии. Половина всей производимой на Земле энергии теряется из-за старых технологий. Новые технологии призваны не расширять до бесконечности предложение энергии, а научиться лучше сохранять уже производимое, считает Бертран Пикар.

Контуры будущего на зеленой лужайке  

Вернемся на лужайку между Гиперкубом и Матрешкой. То, что могли увидеть на ней участники «Открытых инноваций», это был еще не самолет, которому предстоит совершить рекордный беспосадочный полет на солнечной энергии, и даже не его прообраз, а первая в мире Летающая лаборатория в области фотовольтаики, в задачу которой входит сбор научных данных для такого полета. Лаборатория создана АО «РОТЕК», председатель совета директоров которой Михаил Лифшиц рассказал Sk.ru об амбициозном проекте.

Лаборатория оснащена высокоэффективными гибкими гетероструктурными солнечными модулями, способными улавливать не только прямой, но и отраженный солнечный свет; соответственно, они размещены как на верхней, так и на нижней поверхности крыльев.

Для хранения собранной энергии используется гибридный накопитель – литий-ионный аккумулятор авиационного применения и суперконденсатор производства ТЭЭМП. Суперконденсаторы обладают огромным ресурсом и сохраняют полную работоспособность при температуре ниже -60 градусов по Цельсию. В гибридном накопителе они играют роль буфера и защищают его от интенсивных нагрузок, перегрева или переохлаждения.

Сам по себе самолет произведен в Германии, научная аппаратура, к созданию которой причастны две сколковские компании, - в России.

Стоимость научного оборудования, которое установлено в самолете, соразмерна стоимости самого летательного аппарата, говорит председатель совета директоров АО «РОТЕК». Часть – это ТЭЭМП, а также НТЦ Тонкопленочных технологий в энергетике – то, что касается фотовольтаики. Это два сколковских проекта: ТЭЭМП изначально был в Фонде; НТЦ – совместное предприятие «Сколково» и компании Хэвел (которая, в свою очередь, является совместным предприятием ГК «Ренова» и «Роснано»). «Основная работа в проекте реализуется сколковскими компаниями», - подчеркивает собеседник Sk.ru.

Летающая лаборатория базируется на аэродроме «Северка» под Коломной и свои первые полеты начала в июле. Полетная программа предусматривает появление лаборатории в небе над различными регионами Европейской части страны. Запланированы также длительные перелеты по всей России. Не так давно лабораторию видели над Сколково. И вот она совершила временную посадку, чтобы ее можно было рассмотреть и потрогать.

Первые результаты полетов глава РОТЕК называет очень хорошими, в чем вскоре смогут все интересующиеся темой, потому что компания намерена опубликовать их в открытом доступе. Есть даже первый патент. «Мы понимаем: то, что мы вырабатываем снизу на эффекте Альбедо [от лат. albus — белый; — характеристика диффузной отражательной поверхности – Sk.ru], позволяет нам на большом проекте уменьшить размах крыла с 40 расчетных метров до примерно 30 метров, что дает большой выигрыш с точки зрения сопромата и с точки зрения скорости (у Летающей лаборатории размах крыльев 25 м.)», - рассказывает Михаил Лифшиц.

Оставляя за скобками элемент удачи

Удивительно, но никому до сих пор не приходило в голову это простое решение: разместить солнечные батареи не только на верхней, но и на нижней поверхности крыла самолета. А ведь как минимум два часа светового дня, когда самолет находится в воздухе, солнце расположено ниже его, а стало быть, его лучи не попадают на верхнюю поверхность.

Оказалось, что нижние элементы вырабатывают в среднем 30% от энергии, производимой верхними элементами. «Такого результата никто не ждал, потому что никто не пробовал», - замечает М.Лифшиц.

Разумеется, данные варьируются в зависимости от характеристик полета. Например, когда лаборатория летала над Сколково, нижние элементы давали 20% энергии. Но на большей высоте в условиях рассеянного света ситуация меняется, особенно, когда самолет пролетает над облаками или водой: тогда, благодаря отраженному свету, нижние элементы способны давать до 60% энергии.

Это очень важный вывод, который уже сейчас позволяет скорректировать конструкцию большого самолета, рассчитанного на кругосветку. 

И это только один пример того, что способны подсказать данные, которые собирает лаборатория. Тут вообще кроется принципиальная разница между тем, что делает РОТЕК, и предыдущими попытками полетов на солнечной энергии.

«Почему предыдущие попытки были не очень удачными? – продолжает Михаил Лифшиц. – Потому что в них отсутствовала расчетная база. Все, что делалось, делалось эмпирически. Именно поэтому мы не идем в производство большой солнечной машины, пока мы не поймем все с точки зрения электротехники.

Основная проблема – то, что посчитать ничего нельзя. Экспериментов достаточно, в том числе, в России, в том числе, у Гугла и еще много у кого. Мы совсем выносим из этой истории элемент шаманизма и удачи. Т.е. мы превращаем тему полета на солнечной энергии в историю, которую можно считать. Даже на этом этапе, когда мы завершим первую часть программы, мы уже дадим инструмент в руки всех, кто занят этой большой темой, расчетный базис для того, чтобы можно было просто делать все не на уровне изобретательства и шаманизма, а на уровне нормального инжиниринга, т.е. нечто счетное и предсказуемое».

«Это под силу только Конюхову»

Второй профессией Михаила Лифшица является профессия летчика. Поэтому все, что он говорит о Летающей лаборатории, - это рассказ человека, который сам неоднократно поднимал ее в воздух. Ощущения от полета на самолете-гибриде, который при благоприятных обстоятельствах воздушных потоков и погоды может летать бесконечно, - «великолепные».

Но тут надо сделать оговорку. Максимальное время, что Лифшиц проводил в кабине «Альбатроса» - полтора часа. Человеку, который совершит кругосветный беспосадочный полет, придется не вылезать из кабины почти неделю. Если вы присмотритесь к кабине Летающей лаборатории, то без труда поймете, что такой полет – сродни подвигу.

И вот в этот момент в разговоре возникает фигура Федора Конюхова, человека, который, помимо всего прочего, уже обогнул Землю на воздушном шаре. Кстати, маршрут «Альбатроса» будет примерно таким же.

«Это подразумевает совершенно сумасшедшие требования к человеку, который будет это исполнять, - подчеркивает М.Лифшиц, имея в виду предстоящий полет «Альбатроса». - Федор Филиппович, я считаю, - человек номер один в исполнении таких нетривиальных проектов. Ну, и плюс – нужен драйв, нужен рекорд. Мы с ним достаточно давно дружим, и сама идея у нас с ним появилась в процессе общения. Эта идея легла на то, что мы занимаемся вольтаикой во всех ее проявлениях. И вот такая штуковина вышла».

Вопрос, когда эта «штуковина» будет готова. «Пока мы в графике, и думаю, что мы увидим летательный аппарат в 2020 году», - прогнозирует глава РОТЕК.