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viernes, 8 de febrero de 2013

Especificaciones de vehículos eléctricos : AVIÓN SOLAR 'Solar Impulse (HB-SIA)'



Un equipo de técnicos y científicos de la Escuela Politécnica Federal de Lausana, Suiza,  bajo la dirección del ingeniero en aeronáutica y piloto André Borschberg y del psiquiatra Bertrand Piccard, se lanzó a construir este avión  que funciona con 4 motores eléctricos, que son alimentados por paneles solares instalados sobre las alas y el estabilizador horizontal, durante el día y por baterías durante la noche.-También los paneles solares, además de accionar los motores durante el día, cargan las baterías.


CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

GENERALES

Envergadura : 63,40 metros (la envergadura es la distancia en línea recta entre los extremos de las alas, o puntas de alas)
Longitud: 21,85 metros (Distancia entre nariz y extremo posterior de la cola)
Altura: 6,40 metros.
Celdas solares: 11.628 (10.748 en las alas y 880 en el estabilizador horizontal.)
Velocidad de despegue: 44 km/h
Velociad de Crucero : 70Km/h
Altitud máxima : 8.500M
Cabina de Mando : no presurizada. A gran altitud es necesario usar máscara de oxígeno. Para  un único piloto. El piloto tiene que llevar un traje especial para combatir las bajas temperaturas de hasta 30 grados bajo cero y una máscara de oxígeno.
Límites térmicos : +80°C A -45°C
Peso máximo : 1.600 kg  ( peso similar al de un automóvil mediano).
Máximo peso de despegue : 2.000Kg
Carga alar : 8 kg/m2

PROPULSIÓN

Motores eléctricos : a.c , trifásicos, sincrónicos, fabricados por la firma suiza ETEL.
Potencia de cada motor : 7,5 KW(10CV)
Potencia máxima con los 4 motores funcionando : 30 kW en total

MATERIALES Y ESTRUCTURA

Construcción esencialmente como  estructura en sándwich utilizando espesores de materiales muy finos a base de fibra de carbono. Elaboración de estructuras mediante diseño por computadora en 3D para minimizar la cantidad de material.

GESTIÓN ENERGÉTICA

Baterías :  Litio polímero, 400 kg de peso, densidad de energía mínima 200 Wh/kg. Los Ingenieros de Solvay han creado un electrolito para ayudar al fabricante de baterías Kokam a incrementar  la densidad de energía de sus baterías de “lithium – polymer” de 150 a 240 Wh/Kg.

Células Solares : Silicio monocristalino, ultra-finas e integradas en las alas
180 micrones de espesor, 200 m2 de superficie, eficiencia : 22 %, desarrollados por SunPower, en colaboración con la Neuchâtel University.


Góndolas : los motores y las baterías van alojados en 4  “ góndolas” ubicados debajo de las alas y se utiliza el calor producido en esos recintos para calefaccionar las baterías, de tal modo que puedan soportar las temperaturas muy bajas que se encuentran en las alturas que vuela el avión.

Pruebas : El Laboratoire d’électronique industrielle (LEI) del  EPFL(École Politechnique Fédérale de Lausanne) realizó los tests preliminares medioambientales sobre el performance de los distintos módulos de baterías y de la electrónica que estará sometida a los mayores cambios de temperatura y bajas presiones durante el vuelo.
 
Parte de los tests y de las especificaciones de los motores y de la electrónica fueron realizados por  el Laboratoire d’actionneurs intégrés (LAI) del  EPFL.Los modelos fueron probados por medio de simulaciones matemáticas y tests en bancos de prueba, antes de ser transferidos a ETEL.


TELECOMUNICACIONES 

Teléfono satelital, para comunicarse con tierra, mediante una solución especial ultra-liviana, desarrollada por  Swisscom.


OPTIMIZACIÓN GLOBAL 

Parámetros del Piloto : Gestión del cansancio del piloto; ayuda al pilotaje informatizado
Parámetros energéticos : Captación y optimización de la gestión energética
Parámetros de Misión : Meteorología, períodos de sol y envolvente La responsabilidad del equipo de la misión en tierra es optimizar la trayectoria del avión en función de las condiciones meteorológicas y geográficas, así como de los límites del plan de vuelo.

Pilotos: Bertrand Piccard:  Psiquiátra y Aeronauta. Fue quien  dio la primera vuelta al mundo en un globo aerostático sin paradas. André Borschberg : Ingeniero y Piloto profesional de helicópteros y aviones.


MISIÓN DEL HB–SIA 
A pesar de haber sido diseñado con los medios más sofisticados, se trata de un avión prototipo previo a un segundo prototipo más perfeccionado, el HB-SIB. Su altitud máxima se ha limitado de manera voluntaria a los 8.500 metros para evitar el inconveniente que supondría una cabina presurizada, y reducir a lo esencial el tablero de instrumentos. Es un primer intento de optimización entre consumo energético, peso, rendimiento y control. Su objetivo no es intentar realizar una vuelta al mundo, puesto que su diseño no lo permitiría, sino cumplir varios objetivos:

• Validar los resultados de las simulaciones informáticas, las opciones tecnológicas y las
técnicas de construcción;
• Experimentar un campo de vuelo aún desconocido, ya que nunca hasta ahora un avión con las mismas características en cuanto a tamaño, peso y velocidad había podido volar;
• Probar la eficacia energética del conjunto siendo capaz de volar durante toda la noche tras haber almacenado suficiente energía solar a lo largo del día.



'Solar Impulse (HB-SIB)'

Esta será la versión del segundo prototipo del avión Solar Impulse, que probablemente intentará dar la vuelta al mundo en 2014.

Se planean para él numerosas mejoras, tales como la presurización de la cabina y la inclusión de otros elementos de confort,  que faciliten la vida del piloto a bordo, como piloto automático. En lo que respecta a las telecomunicaciones,  Swisscom se encuentra desarrollando un nuevo prototipo.

Requerimientos de la solución de Swisscom

1)El piloto tendrá contacto permanente con la estacción de rastreo de modo que el pueda transmitir datos e imágenes en vivo.
2)La solución de comunicaciones debe ser ultra liviana (máximo 5Kg) y demandar muy baja potencia eléctrica(máximo 50W)
3)Las cámaras y transmisores externos deberán soportar variaciones de temperatura entre -40 y +80 grados centígrados.


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