המזל"ט הסולרי השני בישראל

המזל"ט הסולרי בטכניון, ה-SunSailor, היה פרויקט הגמר שלי ושל אבי וידר, עידן רגב, לירן אנקרי, תמר גולדנברג, זיו יוסף, מקסים כהן, אלכס ולדימירסקי, ויוראי ארליך בפקולטה לאווירונאוטיקה בטכניון, ב-2006. בהטסה המתוכננת השתתפו בנוסף עמית וולף, רועי דור, יונתן ועידו שגב, ארז רביב וצוות מתעשיה אווירית. אודי גולדווסר, זכרונו לברכה, שהיה שותף לבניה (עבד באותה סדנא, אם כי עסק רוב הזמן בפרויקט אחר) נחטף ונהרג ביום נסיון שבירת השיא, ה-12.7.2006.

מטרת הפרויקט היתה לתכנן, לבנות ולהטיס טיסן סולרי שישבור שיא מרחק לקטגוריה המתאימה בחוקת ה-F.A.I – ארגון ספורט התעופה הבין לאומי.
הטיסן שלנו – המכונה SunSailor – הצליח לבצע טיסה סולרית מוצלחת ב-4 הטסות שונות , עם או בלי טייס אוטומאטי בחודשים יוני-יולי 2006 . הטיסה הארוכה ביותר ארכה כ-40 דקות. זוהי הטיסה הסולרית השנייה בארץ למיטב ידיעתי, אחרי המזל"ט של -Ad&d , בגודל דומה לשלנו , שהוטס כ-10 שנים קודם לכן (את הכלי המלא ניתן למצוא בהאנגר היכן שהוא בארץ מכיוון שהוא אף פעם לא טס – בעיות תקציביות…) . ב-12.7.2006 בניסיון שבירת שיא מרחק בערבה, אחרי המראה מוצלחת ואיטית עם כ-85 וואט למנוע, ה-sunsailor איבד שליטה על ההגאים בכ-1000 רגל, צלל – והתרסק לאכזבתנו כי רבה.
תוך 54 יום נבנה כלי שני, שהודות לשיפורים הצלחנו להוציא ממנו כ-140 וואט, והיה עם ביצועים טובים יותר. עקב תקלת סרווים – טייס אוטומאטי התרסק גם הלה ב-4.9.2006 , לאחר כ-40 דקות טיסה עם ובלי טייס אוטומאטי.
משני הכלים הללו נשארו די הרבה תאים סולארים שלמים, ומה גם שאולי ימצא אפשרות להמשיך לנסות בתמיכת הטכניון ותע"א – וככל שהזמן עובר הרצון גדל, ואני מניח שבכלי הבא כבר ננסה לשבור יותר שיאים.

בכל מקרה זה המקום להודות לכל מי שלקח חלק בפרויקט עד עכשיו, ומי שיקח חלק בהמשך – היה כיף אדיר לעבוד איתכם!
הנה וידאו של טיסת הבכורה – חשמלית בלבד (אך כך הוא גם טס אח"כ – זה היה דימוי מבחינת הספק שהתאים הסולריים נתנו) –



קצת על תעופה סולארית:

תעופה סולרית אינה דבר חדש, אך עדיין אינה דבר פשוט או מצוי במיוחד.

ישנם מספר פרויקטים קיימים בעולם, בין מזל"ט סולרי קטן – מאוד דומה לשלנו (או להפך) – שכבר טס 48 שעות (עם עזרה נדיבה של טרמיקות במשך היום) לעוד אחד דומה לשלנו (גם בשם – skysailor) שעדיין לא טס אך מתהדר בתאים גמישים עם 16.5% (!) נצילות, ואני מאוד מקווה שיומשך הפרויקט של NASA שהוליד את שרשרת המל"טים הענקיים הכוללים את ה-Helios ששבר שיאי גובה, אך לא הצליח לשהות 24 שעות באויר. בנוסף ישנו ניסיון להקיף את העולם במטוס סולרי.
תעופה סולרית תהווה תחליף אפשרי ללויינים, כשגובה הטיסה ינוע בין 10-30 ק"מ.
היתרונות יהיו מחיר, אפשרות לשלוט על מיקום, החלפת מטען, וחיים ארוכים בהרבה משל לווינים עכשוויים.

אז למה אנחנו בכלל מתעסקים עם זה אם זה כבר קיים? כי זה עדיין אתגר. עדיין אין מתכון בדוק לחיבור תאים סולריים לכנף, אף אחד לא מפרסם איך הוא עשה את זה בדיוק ויש עוד הרבה מחשבה ויוזמה בתיכנון השילוב הסולרי בכנף. ויש עוד שיאים ספורטיביים לשבור.

בנוסף, זו כמובן הצהרה חשובה –
תעופה סולרית, תעופה נקייה, עוד דוגמא נהדרת למה שאפשר לעשות עם המשאב המתחדש הזה – השמש. אולי בארוע שבירת שיא תעופה סולארי חובבני בערבה נצליח להזכיר בדרכנו הצנועה שיש מקום לעשות עוד הרבה מהשמש בארץ.

הטסה ראשונה : מקור אנרגיה – מצברים

הכלי הראשון – לקראת סיום הבנייה 2.4.2006 –
אני ולירן

טיסה ראשונה מוצלחת!!
ב-28.4.2006 בוצעה טיסה ראשונה, עם מצברים (LiPo) בשביל לוודא את התכנן האווירודינמי והמבני של הטיסן, בלי לסכן את התאים הסולריים היקרים.
ההובלה נעשתה במשאית קרור (…) –
refrigerator truck

מורכב על הסטנד שמחובר לארגז –
על הקרקע מורכב

הכנף הכי גדולה שאי פעם ציפיתי (או אצפה) במיילר כסף. למטה כמובן יש ציפוי עמיד יותר – איקרקס –

זריקה!
ready

טיסה –
טיסה

גלישה –

גישה

נחיתה-
נחיתה

והחזרה –
החזרה
הניסוי השני שנערך היה טיסה עם משקל של 650 גרם נוספים שמשלים את משקל הטיסה למשקל עם התאים הסולריים והטייס האוטומאטי.

וידאו של הטיסה הראשונה מוצג בראש הדף.
לפי הביצועים גם לא תהיה בעיה לסחוב איזו CCD ומשדר .
בנוסף נבדקה העמידות של שיטת החיבור של התאים הסולריים, עם התא A-300 היחידי ברשותינו שחתוך לגודל המתוכנן – 125*34.3 מ"מ*מ"מ

התקנת התאים הסולריים

השלב הקריטי, והנושא הכי מעניין בפרויקט, הוא כמובן חיבור התאים הסולריים לכנף.
בשיטה האידיאלית היא כמובן למצוא תאים גמישים, שהם מספיק נצילים וקלים, ולחבר אותם לכנף ללא שינוי העקימון שלה. את זה עושים עתה [מצגת] (מחקר זה [תכנון מלא – pdf] שלא היה זמין ב-2005 במהלך התכנון, מה גם שעתה אני לא מוצא את התאים אליהם הם מתכוונים – 16.5 אחוז נצילות על תאים גמישים זה בפירוש חלום רטוב!) .
אז השיטות שאיתם עבדו, והיו זמינות לנו – הן עבודה עם תאי סיליקון דקים, ונצילים במיוחד – אך סופר שבירים. כלומר, לא כל נגיעה שוברת אותם, אך למרות ניסיונותינו – לא ניתן לכופף אותם לצורת הכנף, ולכן בחרנו לחתוך אותם למינימום האפשרי (כל תא הפך ל-3 תאים – לפי מס' היציאות על התא) ולהסב את צורת העקימון העליון של הפרופיל מנקודה של 15% משפת ההתקפה לפוליגון המורכב מ-8 קטעים ישרים – התאים.
החיבור של התאים נעשה ב-4 נקודות לפרופילי הכנף, דרך ריבועי בלזה שמתפקדים כמרווחים בשביל החיווט שרץ שם, ולשם שיכוך.

העבודה נעשתה בשלבים, ניקוי הצאים, מריחת פלקס, חיווט פס כסף לקצה אחד.
לאחר שלכל התאים היה פס כסף בקצה אחד הם הונחו על התבנית, ןאחד אחד בנגיעת מלחם הולחמו תא לרעהו. לבסוף הועברו החוטים המקבילים.

דרור התותח!

19.6.06 – הדבקת חצי כנף ראשון, ב-13:00 , לקראת 17:00
לאחר שווידאנו שהאפוקסי יבש יצאנו לקרניים אחרונות של שמש וקיבלנו מתח קצר של 12.4 וולט, וזרם קצר של כ-0.9 אמפר – מתאים לציפיות! בתמונות הבאות, מופיעים שני אנשים מרוצים מאוד…

עידן עם הכנף מופנית לשמש, על גג הפקולטה (בניין המעבדות)

חצי כנף שמאל לפני ציפוי סולארי שקלה 515 גר'.
לאחר ציפוי בתאים סולרים – 855 גר' . כלומר על כנף שלמה מדובר ב-680 גר' של תאים סולריים עומדים להחליף שבוע הבא את 400 גר' המצברים איתם טסנו, כשהשאלה הבאה שצריך לענות עליה – היא רימוי הבקר לחשוב שהוא רואה 3 תאי ליתיום פולימר בטור, ולא אוסף תאים סולריים.

לאחר הדבקת חצי כנף שמאל, קפץ לבקר שעיה רוזנסקי ממל"מ לראות איך יצא.
שעיה הנחה אותנו בעבודתנו עם התאים ,והיה לנו לעזר רב לאורך הפרויקט וכאן המקום להודות לו על כך.

בדיקת שטח ההטסה וניסוי קרור תאים בערבה

ביום חמישי בלילה שמנו את פעמינו למדבר, לבדוק את שטח ההטסה – המראות ומקומות אפשריים לנחיתות לא רצויות, הפרעות לראיית המזל"ט, קווי מתח וכדומה. בנוסף לבדיקת מערך תאים מכוסה מיילר במהירויות נסיעה שונות (30-50 קמ"ש) בטווח הטיסה של ה-SunSailor.
הניסוי התחיל ברגל שמאל.
תכננו לסוע בלילה – להתחמק מהפקקים (?). זה הסתדר נהדר עם נעם אילן, אותו היינו אמורים לאסוף.
נעם החל לאחרונה לעבוד כ"פרויקטור אנרגיות מתחדשות בערבה". התכנון היה לאסוף את נעם בדרך, בלטרון בסוף ההופעה של רוג'ר וולטרס.
אז איך נוסעים מחיפה ללטרון בואך ערבה?

  1. עולים על כביש החוף לת"א, איילון לירושליים והופ – בדרך.
  2. עולים על כביש 2, יורדים לוואדי ערה, all the way לבית שאן, כביש 90 ומאגפים את ירושליים ממזרח. מאחרים בשעתיים את הנסיעה, ומפספסים את נעם שיותר מדי לא נעים לו מהסיבוב שנערך לכבודו אז הוא מוותר על הטרמפ (01:30 בלילה, לפני העלייה מכביש 90 מערבה).

אני מניח שמובן מה קרה. נעם – קבל את התנצלות צוות ה-SunSailor על הברז שדפקנו לך.

הניסוי – מערך (שרשרת) אופייני, כפי שיש על הכנף – 20 תאים בטור, מצופים מיילר דק, מחוברים לגג האוטו, עם תרמוקפל כרומל-אנומל מולחם לאחד החיווטים. נמדדו מתח פתוח ומתח וזרם על נגד 8.4 אום, במהירויות נסיעה שונות כפי שנמדדו ע"י מד הקמ"ש של הרכב ומד מהירות רוח המוחזק מחוץ לחלון.
חתיכת הבד המוזרה מעל ken בצד שמאל, היא התופסת את לוח העץ עם הפנלים לגג הרכב, עם תוספת נדיבה של מסקינגטייפ.

מערך הבדיקה

ב-50 קמ"ש באמצע היום הייתה ירידה מ-70 ל-50 מעלות. כלומר יש קרור אפקטיבי גם עם ציפוי המיילר הדק על התאים. עיבוד הנתונים יעשה לפי זווית השמש ועוצמתה לעומת זווית הפנלים וכיוון הנסיעה, לפי זמן המדידה שנרשם ונתוני קרינה אופייניים לתאריך וקו הרוחב הנ"ל.

הערבה – ניסיון שבירת השיא יתבצע בטיסה מחצבה לאילת, נחיתה אולי בתמנע (אופס – שמורת טבע בתשלום, שכחתי) .

הטסה סולרית ראשונה!! 29.6.2006

מבט מלמטה

sunsailor

sunsailor

sunsailor

לאחר מאבקים רבים עם הפרעות רדיו, שהתגלו לבסוף כסרוו מאזנת דפוק, עידן שלא וויתר ועמית ויונתן שבלעדיהם היינו חוזרים לסדנא היום – ה-SunSailor המריא בהצלחה! טיסה של כמעט 40 דקות, שהסתיימה מוקדם מהצפוי בגלל ציפוי תחתון שנפתח (מי זה הטיסנאי החוראני שציפה את הכנף?!) . הציפוי הוסיף גרר משמעותי בצד שמאל, אך משטחי ההיגוי ויונתן המטיס המנוסה היו מספיקים כדי לנחות בביטחה.
מדידות זרם, מתח וטמפרטורת המנוע ע"י MicroPower data logger :

המראה ו-22.5 דקות ראשונות. המנוע מתקרר עם ההמראה, מתחמם הדרגתית ומתייצב על כמעט 49 מעלות צלזיוס. טמפרטורה נמוכה וחביבה. ניתן לראות ש טווח ההספקים הוא בסביבות ה-90 וואט ממוצע, מאוד מלוכלך ועם הרבה ירידות עד ל-30 וואט אפילו לעיתים – מה שמתאים לחווית ההטסה שראינו ויונתן ועמית הרגישו. הטמפרטורה שמדדנו בערבה על התאים ב-50 קמ"ש , שזו מהירות הטיסה לפי ניסויי הטיסה הקודמים בהספק דומה, הייתה 50 מעלות, כשהתאים מאבדים 0.3 אחוז נצילות לכל מעלה מעל 25 מעלות – כלומר 13.5 אחוז נצילות. עם קרינה של 800 וואט למטר רבוע על ה-0.95 מטר רבוע של תאים סולריים שלנו נקבל בדיוק 102.5 וואט. יש מצב לחשוב על קרור רציני יותר לתאים – ישנו רעיון של הזרמת אוויר דרך הכנף.

בגרף השני (לא מצורף) אנו רואים שברגע שהמנוע כובה הוא החל להתחמם מאוד. ברור שה-downwash הפסיק, שזה מקור הקרור העיקרי של המנוע, ובנוסף מהירות הטיסה ירדה (אפילו פחות זרימה על המנוע) וזה סביר להניח סיבה מספיקה לקפיצה בטמפרטורה. אך מכיוון שהצמד תרמי היה מחובר עם סלוטייפ בלבד למנוע, יש פה גם ענין שהקרור על הצמד תרמי הפסיק.

יום ראשון נבצע תיקוני ציפוי, נשנה את הצבעים של הציפויים לפי הנחיות המטיסים המעולים שלנו – עמית ויונתן – ונוודא שלמות המערך הסולרי וכו'. ואז – ניסיון שבירת שיא המרחק של ה-FAI בערבה, ב-13.7.06 . הנה כתבה של המחזיק בשיאי מרחק, גובה ובעצם כל השיאים הסולריים כיום, ועוד כתבה על שיא הגובה שלו בעמ' 12 בגיליון הזה.

ניסיון שבירת שיא ראשון 12.7.2006

כפי שאפשר להבין מהכותרת – לא הצלחנו לשבור את השיא. היו חסרים לנו רק 139.5 ק"מ עד לנקודת הנחיתה המתוכננת…
מה היה הכשלון, עדיין לא וודאי, אך מה שוודאי הוא, שיש כאן קבוצה חדורת מוטיבציה והתכנון ל-SunSailor2 שגם ידוע בכינויו son of sunsailor , כבר התחיל בנסיעה חזרה!

ניסיון שבירת שיא שני 4.9.2006

טוב , גם זה לא הלך – אבל עידן רגב צריך לקבל את כל הכבוד, ואני מוריד את הכובע לפניו, על שהצליח תוך 54 יום להביא לטיסה מוצלחת את ה-SonOfSunSailor , עם תפוקה של 140 וואט לעומת 90 וואט של הקודם. אך כולנו בני אדם, ובעקבות החלטות לא מוצלחות שנלקחו הסתיימה הטיסה המוצלחת בריסוק כואב.

הפרויקט ממשיך בתעשיה אוירית, עכשיו – 2009 , הוא עובר מידיו של עידן שטס לחו"ל (בהצלחה עידן!) ואולי, מתישהוא, תראו איזה מזל"ט סולארי מסתובב לו בשמיים!

ומי שרוצה עוד תמונות – שיחפש sunsailor בפליקר.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

This blog is kept spam free by WP-SpamFree.