アストロフライトサンライズ

アストロフライト・サンライズは無人実験 電気航空機技術実証機であり、太陽エネルギーで飛行した最初の航空機であった。^[1]

サンライズは1970年11月に最初に構想され、1974年11月4日に米国カリフォルニア州フォートアーウィン軍事保護区の乾燥した湖底、バイシクルレイクから初飛行した。最初の試作機は28回目の飛行で乱気流により破壊された。改良されたサンライズIIは翌年に飛行した。^{[1] [2] [3] [4]}

ヒューズ・エアクラフト社でエンジニアとして働いていたローランド・ブーシェは、1970年11月に電気飛行機のコンセプトの設計作業を開始し、当時入手可能なニッケルカドミウム電池は、無線操縦模型グライダーを使用して飛行を維持するのに十分であると計算しました。初期の実験プロジェクトでコンセプトが妥当であることが証明され、1973年にブーシェは無制限の耐久性を持つ高高度ソーラー飛行機の開発に目を向けました。^[1]

ブーシェは1972年にヒューズ・エアクラフト社の上司にこのプロジェクトについて説明し、検討後、1973年に会社はブーシェにプロジェクトを引き渡した。ブーシェはプロジェクトを進めるためにヒューズ社を休職し、カリフォルニア州ベニスの小型模型飛行機メーカーである兄のボブ・ブーシェとともにアストロフライト社に入社した。ノースロップ社のDARPAプロジェクトで5ポンド（2kg）の積載量を誇る電動ドローンの飛行に成功した後、彼らはサンライズ計画に移った。^[5]

ブーシェは、効率がわずか 10% の市販の太陽電池を使用し、プロジェクトは約 0.5 kW (0.7 hp) で飛行できる必要があると計算しました。この飛行機は、世界初のサマリウムコバルト磁石電気モーター1 台で駆動し、高度 73,000 フィート (22,250 m) で飛行できる無人グライダーとして構想されました。この飛行機はバッテリーを使用せず、代わりに夜間に運用高度から夜明けの約 10,000 フィート (3,048 m) まで降下し、その後太陽エネルギーが再び上昇に利用できるようになります。^{[6] [7] [8]}

ブーシェはサンライズを、高度10万フィート（30,480メートル）で何ヶ月も飛行できる後継機の概念実証と見なしていた。^{[5] [9]}

サンライズ計画は1974年1月に開始され、DARPAの資金提供を受け、カリフォルニア州サニーベールのロッキード・エアクラフト社によって運営され、契約では「翼面への入射光のみで駆動する概念実証用航空機」が指定されていた。^[9]

ローランド・ブーシェは構造設計、空力、遠隔測定、制御、航法を担当した。また、太陽電池パネル、電動モーター、ギアボックス、プロペラの統合も設計した。翼にはエプラー387翼型を選択した。太陽電池はヘリオテック社製の5cm（2.0インチ）の円形の市販品だった。実際の機体は、熟練した模型製作者フィル・バーンハートの指揮下でチームによって製作された。^[5]

サンライズの翼幅は32フィート（10メートル）、機体総重量は22ポンド（10キログラム）でした。翼面荷重は1平方フィートあたり4オンス（0.011キログラム/平方メートル）と非常に低かったです。機体の構造はトウヒ、バルサ、カエデでできていました。表面が粗いため、太陽電池は翼上面の後方3分の2にのみ取り付けられていました。^[9]

翼桁は、すべての取り付けポイントにメープル材のダブラーが付いたトウヒ材の桁キャップと、 翼桁上の 1 ⁄ 8 ～ 3 ⁄ 8 インチ (3 ～ 10 mm) のバルサ材ストリップに取り付けられた 2 枚の 3 ⁄ 32 インチ (2 mm) のバルサ材せん断ウェブで構築されました。リブは3 ⁄ 32インチ( 2 mm  )のバルサ材で作られました 。この構造により、先細りのトウヒ材キャップが付いたバルサ材の桁ボックスができました。前縁は1 ⁄ 32 インチ (0.8 mm) のバルサ材で覆われ、前縁 D 桁を形成しました。後縁は 2 インチ (51 mm) 幅の1 ⁄ 32インチ (0.8 mm) のシート 2 枚で構成され、リブの間に1 ⁄ 8～3 ⁄ 8インチ (3 ～ 10 mm) の垂直桁セクション がある三角形を形成しました 。カバーは 1/2 ミルのマイラーでした。翼幅32フィート（10メートル）の主翼の重量は5ポンド（2キログラム）で、最大100ポンドの荷重に耐えることができた。^[10]

制御はS&Oラジオが設計・製造したテレメトリ送信機と受信機を介して行われた。標準のS&O 6チャンネル無線には、エレベーター、ラダー、モーターのオン/オフ、太陽電池の動作モードのチャンネルがあった。太陽電池は直列または並列動作に設定可能だった。提供されたテレメトリ機能により、モーター電流、モーター電圧、モーター回転数、対気速度、および航行用の太陽コンパスからの2つの方位参照に関するデータが得られた。^[8]

飛行試験は1974年にカリフォルニア州バイシクルレイクで開始された。最初の飛行はバッテリー電源で行われ、バンジーコードを使って20フィート（6メートル）まで飛ばした。最初の飛行で飛行機は500フィートまで到達し、着陸のために戻った。^[2]

晴天の日が少なかったため飛行試験は遅れたが、合計28回の飛行が行われた。サンライズは当初、太陽電池が冷えて効率が上がるまでゆっくりと上昇した。28回目の飛行で、高度約8,000フィート（2,438メートル）の積雲に近づきすぎたため、乱気流によって機体構造が破壊され、機体は破壊された。^[2]

飛行の成功により、ブーシェは次のように述べた。

サンライズ計画は、極度高度までの太陽光発電による飛行の実現可能性を実証した。^[2]

DARPAとロッキードは、サンライズの後継機として、滑空だけでなく夜間にバッテリーで駆動する設計を提案した。ローランド・ブーシェは、空気力学的により滑らかな高効率ソーラーパネルを搭載した2機目の航空機を設計した。^[11]

ローランド・ブーシェは最初のサンライズ機の開発で肉体的に疲れ果て、うっ血性心不全を患った。彼はサンタモニカ病院の集中治療室に入院した。入院中に彼はアストロフライトを辞職し、会社の株式を弟のボブ・ブーシェに売却した。ボブは2機目のサンライズ機の開発を継続した。回復後、ローランド・ブーシェはヒューズ・エアクラフト社に戻り、機密軍事プログラムに従事した。^[11]

サンライズIIは1975年9月27日にネバダ州ラスベガス近郊のネリス空軍基地から初飛行した。^{[3] [4]}

プロジェクトサンライズプロトタイプ#1（サンライズI）

最初の航空機は1974年に初飛行した^[1]

プロジェクトサンライズプロトタイプ#2（サンライズII）

1975年、高高度飛行実証用に改良されたバージョン^[12]

プロジェクトサンライズのウェブサイトからのデータ^{[9] [10]}

一般的な特徴

• 乗務員:なし
• 長さ: 14 フィート 4 インチ (4.36 m)
• 翼幅: 32 フィート (9.8 m)
• 翼型:エプラー 387
• 自重: 22 ポンド (10 kg)
• 最大離陸重量: 27 ポンド (12 kg)
• 動力装置:サマリウムコバルト磁石 電気モーター1 台、6:1 ベルト駆動、直径 5 cm の円形太陽電池 1,872 個で駆動、0.60 hp (0.45 kW)
• プロペラ: 2枚羽根、直径2フィート6インチ (0.76 m)

パフォーマンス

• 巡航速度: 14 mph (22 km/h、12 kn)
• 実用上昇限度: 73,000 フィート (22,000 m) 設計上昇限度
• 上昇率: 150 フィート/分 (0.76 m/秒)
• 翼面荷重: 0.0023 ポンド/平方フィート (0.011 kg/m ² )

• 電気飛行機

同等の役割、構成、時代の航空機

• マウロ ソーラーライザー
• 太陽光発電航空機の開発 ソーラーワン

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• 太陽電池が映る日の出の写真
• 離陸時の日の出の写真