Boeing toont autonoom zonnevliegtuig dat in lente 2019 eerste vlucht zal maken

Aurora Flight Services, een onderdeel van Boeing, presenteert zijn onbemande zonnevliegtuig Odysseus. Het bedrijf wil in de lente van 2019 de eerste vlucht uitvoeren en maakt het vliegtuig onder andere voor onderzoek naar het klimaat.

Volgens Aurora heeft de Odysseus een spanwijdte van 74 meter, weegt het vliegtuig minder dan een kleine auto en kunnen de zonnepanelen continu 250 watt aan stroom opwekken. Daarmee zou het zonnevliegtuig 'vele maanden' onafgebroken in de lucht kunnen blijven. Er kan een payload van 25kg meegenomen worden tijdens de vlucht.

Het vliegtuig is een zogenaamde haps, ofwel een high-altitude pseudo-satellite. Het doel is dat het zonnevliegtuig zeer lange tijd rond kan vliegen op grote hoogte en daarmee in feite hetzelfde kan doen als een satelliet. Boeing claimt dat de Odysseus 's werelds 'meest capabele' zonnevliegtuig is.

Het primaire doel is om met het vliegtuig data te verzamelen over het klimaat, maar volgens Aurora kan het zonnevliegtuig ook ingezet worden voor communicatie, connectiviteit en spionage. Meer bedrijven werken aan vergelijkbare autonome zonnevliegtuigen. Airbus vestigde in augustus een record met zijn Zephyr S, die ruim 25 dagen in de lucht wist te blijven.

Zonnevliegtuig Odysseus

Door Julian Huijbregts

Nieuwsredacteur

15-11-2018 • 08:49

77

Reacties (77)

77
75
36
3
0
27
Wijzig sortering
Toch bijzonder dat de CTO van Boeing Tom Clancy heet. Dan moet het wel een spectaculair project zijn :P
Een mooi staaltje werk maar hoe lang houd hij het vol als de zon weg is? Kan hij het dan volhouden tot zonsopgang ?
In het filmpje laten ze hem opstijgen (tijdens opstijgen heb je de meeste kracht nodig van de hele trip) wanneer het donker is.
Dus volgens mij zitten er wel een stevige brok batterijen in...
grote hoogte betekend dat hij boven het wolkendek vliegt, waarschijnlijk zal het toestel dan ook met het zonlicht mee vliegen.
Zie het antwoord van @Verwijderd : de aarde heeft een omtrek van 40.000 km en draait eenmaal in de 24 uur om zijn as. Als je bij de zon zou willen blijven, betekent dat een gemiddelde snelheid van 1.666 km/h.
De snelheid van dit vliegtuig is waarschijnlijk dichter in de buurt van de 100 km/h en waarschijnlijk nog wat lager.
Wel is het zo dat op hogere breedtegraden de snelheid van de aardrotatie lager is. Daarnaast, op grote hoogte is de lucht zeer ijl en krijgt een vliegtuig vanzelf een veel grotere grondsnelheid. Maar dat helpt beide niet genoeg voor zo'n kistje die ontworpen is voor lage snelheden.
Je moet toch juist *sneller* gaan als je hoog boven de aarde vliegt?
Een hogere breedtegraad betekent een locatie meer naar het noorden (of zuiden), dus dichter bij de polen. Hoe noordelijker je komt, hoe minder snelheid je nodig hebt om de aardrotatie bij te kunnen houden. Als je een vlag op de noordpool zet kun je er zelfs makkelijk omheen rennen en de aardrotatie inhalen.

Dat is dus een ander effect dan de hogere grondsnelheid die je vanzelf krijgt als je op grote hoogte vliegt. Ik weet niet of je weleens in een verkeersvliegtuig hebt gezeten, maar dan hebben ze vaak een schermpje waar de snelheid op staat. Vaak rond de 1000km/h. Dat is snelheid t.o.v. de grond.

Een verkeersvliegtuig zou die snelheid op zeeniveau nooit kunnen halen.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 26 juli 2024 16:54]

whoops, hogere breedtegraad ipv hoger in het algemeen, verkeerd gelezen!
Dat is dus een ander effect dan de hogere grondsnelheid die je vanzelf krijgt als je op grote hoogte vliegt. Ik weet niet of je weleens in een verkeersvliegtuig hebt gezeten, maar dan hebben ze vaak een schermpje waar de snelheid op staat. Vaak rond de 1000km/h. Dat is snelheid t.o.v. de grond.
Die krijg je niet vanzelf, die krijg je van de wind. Dankzij een heleboel processen zijn er redelijk voorspelbare luchtstromen op basis waarvan ze de vliegroutes uitstippelen.
Meer rugwind = meer snelheid. Het maakt een vliegtuig niets uit hoe hard ie ten opzichte van de grond gaat, maar wel hoe hard ie ten opzichte van de omringende lucht gaat.

Los daarvan heb je op grotere hoogten inderdaad ook minder weerstand door de lager luchtdichtheid, waardoor je inderdaad ook makkelijker een hogere snelheid haalt. Maar zoals gezegd: met wind tegen ga je echt die 1000km/u niet halen.
Wind kun je er ook nog bij optellen of aftrekken, maar dat verandert niets aan mijn betoog.
Nee, zoals ik elders in dit draadje inmiddels meermaals heb aangegeven, er is geen sprake van minder weerstand op grotere hoogte. Het vliegtuig botst per seconde tegen precies evenveel luchtmoleculen aan vanwege de hogere snelheid, de vliegeigenschappen blijven hetzelfde. De analoge snelheidsmeter wijst ook de snelheid aan die bij de stand van de gashendel hoort.

Dit blijkt een nogal hardnekkige misvatting.
Het vliegtuig botst per seconde tegen precies evenveel luchtmoleculen aan vanwege de hogere snelheid, de vliegeigenschappen blijven hetzelfde.
Daarmee bevestig je hetgeen er gebeurt en zijn we het volledig met elkaar eens: bij gelijkblijvende snelheid heb je minder weerstand in de voorwaartse richting; je 'moet' een hogere snelheid aannemen om weer op dezelfde weerstand te komen.

Om het on-topic te houden: Dat speelt dus ook voor dit zonne-vliegtuig.
Lijkt me ook inderdaad. Maar wellicht hoef je maar een paar uur 's nachts te vliegen als je tegen de klok in vliegt. Dan hoef je wellicht maar 3 of 4 uur in het donker te vliegen, misschien dat de batterijen dat op kunnen vangen?
Dudes, hij zegt 'hogere breedtegraden', niet 'grotere hoogte'. De omtrek van een baan evenwijdig aan de evenaar is kleiner, dus de benodigde snelheid lager. Wel is de nacht natuurlijk langer of korter afhankelijk van het seizoen.
Zoals anderen al zeggen: het gaat om breedtegraden, niet hoogte (altitude).

Maar zelfs als het over altitude gaat: dat is verwaarloosbaar. De doorsnede van de aarde is 12.742 km. Denk je echt dat 10 km of 20 km hoog gaan vliegen dan een significant verschil oplevert in de te vliegen snelheid?

En dan krijg je nog de vraag wat snelheid eigenlijk is... Je hebt de grondsnelheid, maar ook de "indicated air speed" (IAS). Op grote hoogte is de luchtdruk lager, waardoor je IAS ook lager wordt bij dezelfde grondsnelheid. Je moet sneller gaan vliegen om überhaupt genoeg lift te genereren, maar je hebt ook minder weerstand door de lagere druk. Maar: die lucht hangt ook nog eens niet stil. Waar je op de grond 100km/h wind een enorme storm vindt, zijn op die hoogte zulke windsnelheden heel gewoon. Daarmee wordt je grondsnelheid ineens iets heel anders dan je IAS. Die effecten zijn beiden veel en veel groter dan dat kleine beetje extra straal t.o.v. van de straal van de aarde.
nog even los van dat hoogte een hogere breedtegraad betekent.

Als je 10 KM hoog vliegt is de baan die je moet afleggen 62,8 KM langer. 2*pi*hoogte.

Dus die toename valt enorm mee en valt weg tegen de 40000KM omtrek van de aarde.
En kortere zontijd. Het enige wat praktisch is om tegen de draairichting van de aarde in te vliegen is formaat accu: doordat er minder ononderbroken zonuren en nachturen zijn, kan en hoeft een accu minder lang op te laden.
Ik heb er geen verstand van maar zou die niet met de beweging van de aarde mee kunnen vliegen dat hij altijd in de zon vliegt?
Afhankelijk van hoe dicht je bij de evenaar bent zal je al 1600km/u moeten vliegen. Dat gaat hem niet worden :+
Is dat niet 800km/h?

edit: je hebt gelijk

Earth's spin is constant, but the speed depends on what latitude you are located at. Here's an example. The circumference (distance around the largest part of the Earth) is roughly 24,898 miles (40,070 kilometers), according to NASA. (This area is also called the equator.) If you estimate that a day is 24 hours long, you divide the circumference by the length of the day. This produces a speed at the equator of about 1,037 mph (1,670 km/h).

Wel dus op de evenaar, verder naar noord of zuid scheelt 600km/h.

https://www.space.com/33527-how-fast-is-earth-moving.html

[Reactie gewijzigd door Revres op 26 juli 2024 16:54]

dat was ook mijn redenatie :)
Ik verwacht dat hij overdags wordt ingezet boven de wolken, maar misschien werkt het anders hoor... Iemand die dit weet?
Staat in de tekst:
Het vliegtuig is een zogenaamde haps, ofwel een high-altitude pseudo-satellite.
Die vliegen normaliter op zo'n 20km hoogte, nog 2x hoger dan gewone verkeersvliegtuigen dus. Daar heb je niet zoveel wolken :)
Uiteraard hebben de knappe koppen bij Boeing daaraan gedacht:

https://youtu.be/eErLcDqINyE?t=68
Een mooi staaltje werk maar hoe lang houd hij het vol als de zon weg is? Kan hij het dan volhouden tot zonsopgang ?
In die 'vele maanden' dat het ding in de lucht kan blijven zal de zon vast wel een paar keer ondergaan, zou ik zo denken...
volgens de program manager in het filmpje laad hij op overdag en kan hij tot zonsopgang blijven vliegen op de accu
Hij zal wel de nacht moeten kunnen overbruggen, want om 24/7 in zonlicht te kunnen vliegen moet je rond de evenaar meer dan 1500 km/u vliegen. En dat zie ik zo'n veredelde vlieger voorlopig nog niet doen :P
De zon is (gelukkig) nooit weg. Als dit toestel boven het deel van de aarde blijft vliegen waar het dag is, dus 'met de zon mee' vliegt, heeft hij altijd zon.
Dan mag ie wel net zo snel als het licht vliegen (pun intended)
Kijk eens naar dat vliegtuig en vraag jezelf af of die 40.000km / 24h = 1666km/h zou kunnen vliegen.
Jamaar, de aarde is toch plat? Dan is het voldoende om boven de wolken te blijven :)
De zon draait evengoed op een platte aarde heen heb ik begrepen. Anders zou het permanent dag of nacht zijn.
Onzin, de aarde is rond. Als een pannenkoek.
Die draai je ook om
Indien de som van de hoeken niet op 180 graden uitkomt is het geen driehoek. Indien je een driehoek tekent moet het 180 graden zijn anders kan je niet spreken van een driehoek.
Dus als je een driehoek tekent op een bal, dan is het geen driehoek? Wat is het dan wel?
Dan is het een boldriehoek.
Belangrijk onderscheid, net zoals het onderscheid tussen vierkant, vierhoek, rechthoek, kubus, balk, etc.

Volgens mij ligt de sum van hoeken tussen de 180 en 540 bij een boeldriehoek
Ok, weer wat geleerd, thanks.
ahem technisch gezien is de Aarde óók een bal, en is dus je driehoek een hele kleine boldriehoek :+
Ik denk dat hij, eenmaal boven, zelfs zonder accu's in de lucht kan blijven.
Het vliegtuig kan tijdens zon ook hoger gaan klimmen. De extra energie die dit kost kan een paar uur later benut worden door in glijvlucht te dalen.
Een efficiënte vleugel kan 100m vooruit op 1m daling.
Vliegsnelheid 10 m/s = 36 km/uur lijkt me wel haalbaar, en dan daalt hij 0,36 km/uur in het donker.
Over een heel etmaal zou hij zo tussen 5 en 10 km kunnen verblijven zonder accu's.

Volgens Wikipedia kan een gewoon zweefvliegtuig toe met een daling van 0,5 m/s = 1,8 km/uur.
Het zonnevliegtuig moet dat dan nog even een factor 5 beter doen.

[Reactie gewijzigd door Bruin Poeper op 26 juli 2024 16:54]

Een modern zweefvliegtuig heeft een glijgetal (LD genaamd, want glijhoek is Lift gedeeld door Drag) van hooguit tegen de 60. Dit zonnetoestel heeft aanzienlijk meer weerstand dus ook een minder gunstig glijgetal. Ik verwacht zo rond de 20.
Een modern zweefvliegtuig heeft een glijgetal (LD genaamd, want glijhoek is Lift gedeeld door Drag) van hooguit tegen de 60. Dit zonnetoestel heeft aanzienlijk meer weerstand dus ook een minder gunstig glijgetal. Ik verwacht zo rond de 20.
Deze HAPS is natuurlijk niet zo maar een opgeschaald zweefvliegtuig.
Er zit weinig romp aan, en je kan het zien als 3 zwevers aan elkaar, zodat er veel minder tipverlies is.
Er bestaan gewoon profielen met een L/D >100, geldend voor oneindig lange vleugel. In de praktijk moet je corrigeren voor de Aspectratio (= Lengte/Koorde) vanwege de tipverliezen.

https://en.wikipedia.org/wiki/Lift-to-drag_ratio
Hier kan je zien dat (L/D)max toeneemt met wortel uit de Aspectratio. Maak je de vleugel 4x zo lang bij gelijkblijvende koorde, dan wordt (L/D)max 2x zo groot.

[Reactie gewijzigd door Bruin Poeper op 26 juli 2024 16:54]

Oneindig lange vleugels zijn een theoretisch concept waar ik niet zo veel mee kan. Welk glijgetal schat jij in voor dit zonnetoestel? Ik heb 20 genoemd. Misschien 25. Ik ben benieuwd naar jouw idee.
Ik ging uit van een glijgetal van 100, dat lijkt me reëel haalbaar onder atmosferische omstandigheden.
Heb echter niet zo snel een idee wat de invloed wordt van ijle lucht boven de stratosfeer.

Deze Eta glider haalt in glijvlucht 70.

[Reactie gewijzigd door Bruin Poeper op 26 juli 2024 16:54]

Die Eta ken ik. Die heb ik ook op mijn lijstje staan voor Sinterklaas dit jaar. Het is gebruikelijk om de optimistische glijgetallen uit de reclamefolders, die alleen geldig zijn op zeeniveau en in laboratorium-omstandigheden, te corrigeren voor de praktische werkelijkheid, vandaar een neerwaartse bijstelling en dus het getal van 60 wat ik noemde.

Echter, de vliegeigenschappen en dus ook de beste glijkhoek worden niet gunstiger op grotere hoogte. De daalsnelheid zal net als de voorwaartse snelheid toenemen waardoor glijkhoek in principe gelijk blijft.

Als jij weet hoe je een glijgetal van 100 kunt realiseren, dan kun je een grote smak geld verdienen. Dan ben je slimmer dan de beste aerodynamici ter wereld
Als je de video even kijkt voor je reageert heb je je antwoord ;)
Een continue vermogen van 250watt, willen ze dan zeggen gemiddeld over 24u incl uit batterijen?
250watt uit zo een oppervlakte lijkt mij namelijk wel gigantisch weinig wetende dat ruwweg 2m² normale zonnepanelen dit reeds halen en ze bij dit vliegtuig 74meter breedte hebben.
Goed punt. Ik erger me heel vaak aan dit soort vage claims in nieuwsberichten. Zo zie je ook vaak bij batterijtechnologie allerlei claims over actieradius als het wordt toegepast in EV's. Maar dat zegt helemaal niets zolang je de aannames niet weet die aan die claim ten grondslag liggen.

Helaas tikken journalisten de claims vaak klakkeloos over ipv in te gaan op de details. Jammer dat tegenwoordig alles in Jip en Janneke termen moet. Eigenlijk een grote belediging van het bredere lezerspubliek: u bent toch te dom en onwetend om de technische details te snappen, dus daar beginnen we maar niet aan.
Actieradius van 500KM!
(Gemeten binnen onder de optimale temperatuur, op een rollerbank terwijl hij licht opgelift was)

8)7
Ik vermoed dat het gaat over 250W per paneel, neen?
Maar het weegt allemaal niks he, dus hoewel ik er niks van weet, gok ik zomaar dat dit ander materiaal is. En het lijkt me duidelijk dat de middeling over 24 uur hier inderdaad ook in zit.

[Reactie gewijzigd door Martao op 26 juli 2024 16:54]

250W lijkt inderdaad wat weinig als maximum output. Ik denk dat bedoeld wordt de gemiddelde output die geleverd kan worden aan de motoren, daarbij dus de zonnepanelen en accu's beschouwend als een "black box". Want ik ga er van uit dat de zonnepanelen accu's voeden die stroom moeten leveren als de zon niet schijnt.
De panelen zijn echter niet op de zon gericht maar onder een hoek die continue verandert.
Ik worstel met de vraag of dit een zweefvliegtuig is of niet.
Dit is primair een motor aangedreven toestel en is daarmee geen zwever. Nu is het wel een wat grijs gebied gezien er ook zweefvliegtuigen met hulpmotor bestaan. Ik zou het er op houden dat als het hoofdzakelijk zweeft en af en toe een motor aan heeft staan dan is het een zweefvliegtuig, en als het altijd een motor aan heeft staan dan is het niet een zweefvliegtuig.
Zweefvliegtuigen zonder hulpmotor gebruiken ook zonlicht als primaire energiebron. Vandaar mijn vraag.
Dat is zeker waar. Het komt denk ik neer op het er al dan niet tussen zitten van een motor, niet zo zeer waar de energie van daan komt. In zekere zin vliegen alle huidige vliegtuigen ook op zonlicht, alleen is deze een paar miljoen jaar geleden opgevangen en een tijdje bewaard als koolwaterstof.
Ok, valide logica. Anders zouden alle vliegtuigen zweefvliegtuigen zijn.
Nee, dit is een aangedreven toestel. Qua constructie zal het er wel veel op lijken ja, en waarschijnlijk qua performancekarakteristieken ook.
Doe mij dr maar eentje ;)
Leuk, maar zal voor de commerciele luchtvaart geen oplossing zijn. Misschien zijn watervliegtuigen wel de toekomst?
Dat is het doel ook niet. Dit is meer een soort sateliet, maar dan binnen de atmosfeer.
Goed voor 'satelliet'internet met lage pingtijden.
Dit toestel is perfect in staat om heel de nacht op battery-power te overbruggen.

Op grote hoogte > ijle lucht > minder weerstand > minder kracht nodig om kruissnelheid aan te houden.

Daarbij komt > luchtweerstand van een object in beweging vergroot met een factor van 4 (als ik me het nog goed herinner vanuit de lessen fysica, toen de dieren nog spraken) dus verdubbelt je snelheid, heb je 4x meer luchtweerstand (en niet 2x meer). Dit vliegtuig is door z'n grote spanwijdte en lichte materialen in staat om een relatief lage snelheid aan te houden en toch van voldoende lift te profiteren, dit zorgt voor relatief lage luchtweerstand in de sowieso al ijle lucht. Motoren en battery power worden dus gespaard.
En dan weet ik nog niks van het al-dan-niet gebruikmaken van luchtstromen, hetgeen -naar ik vermoed- Boeing wel zal meegecalculeerd hebben om een bijkomend voordeel te krijgen.
Leuk bedacht, maar die vlieger gaat niet op. Alle aerodynamische eigenschappen blijven exact hetzelfde op iedere hoogte. De vliegeigenschappen veranderen derhalve ook niet. Alleen de snelheid ten opzichte van de grond waarbij die eigenschappen optreden is hoger.
Dat spreek ik ook niet tegen hoor:
grote hoogte zorgt voor ijle lucht en dus minder luchtweerstand (relatief aan grondniveau bij dezelfde snelheid)

Dat de luchtweerstand met een factor 4 toeneemt bij het verdubbelen van snelheid heeft als gevolg dat, hoe trager een vliegtuig vliegt (en stabiele lift behoudt), hoe efficiënter het is omdat het bvb. tegen 50km/u 4x minder stuwkracht nodig heeft t.o.v. 100km/u. Dat effect blijft idd. hetzelfde, ongeacht de hoogte. (er van uit gaande dat die factor 4 klopt natuurlijk, het zal wel niet exact zijn en sowieso is het afhankelijk van andere weerstandsfactoren zoals bvb. drag en turbulentie, bij een wagen heb je nog contact met het wegdek, dat valt hier natuurlijk weg)

Wat wel verandert, is dat een vliegtuig op grote hoogte meer snelheid zal nodig hebben om stabiele lift te behouden wegens de ijlere lucht, dan op lagere hoogte. Hoe dat dan weer schaalt weet ik niet. Maar Boeing hopelijk wel. :P

[Reactie gewijzigd door PinusRigida op 26 juli 2024 16:54]

Als je e.e.a. aan de grond relateert, bijvoorbeeld een reis van A naar B, dan is het gunstig om de vlucht op grote hoogte uit te voeren. Bij precies dezelfde weerstand heb je dan een hogere grondsnelheid en dus een kortere rijstijd. Dat is de reden waarom verkeersvliegtuigen direct naar grote hoogte klimmen. Daar zullen we het wel over eens zijn.

Maar als je het niet aan de grond relateert, bijvoorbeeld bij een vliegtuig die niet van A naar B gaat maar zo lang mogelijk in de lucht gaat blijven, is hetgeen je beschrijft m.i. niet relevant.

De luchtweerstand neemt ook niet toe of af. Die blijft gelijk. Als de lucht ijler is ga je er vanzelf met dezelfde stand van de gashendel sneller doorheen vliegen en blijft het product van die twee, de dynamische druk, gelijk.

Misschien dat we het wel eens zijn. Ik weet het echter niet zeker.
Misschien dat we het wel eens zijn. Ik weet het echter niet zeker.
Ik denk dat we op dezelfde golflengte zitten... Je legt het anders uit maar telkens ik je reactie lees heb ik iets van "dat bedoel ik toch?!" :D
Maar ook ijle lucht > minder lift > meer snelheid om te blijven vliegen
"weegt minder dan een kleine auto" is nogal een vage term, zeker voor ons Nederlanders als dat van een Amerikaans bedrijf komt.
In de VS is een Ford F150 bij wijze van spreken ook een kleine auto.
In de VS kennen ze ook Honda'tjes, Mazda'tjes en Yugo'tjes.
Een F150 is echt geen kleine auto in de US, waarom denken Europeanen altijd dat ze daar onze Europese of Aziatische modellen niet kennen? Van de Mini verkopen ze ca 50.000 stuks per jaar alleen al.
Het ging me meer om de vaagheid van de omschrijving. 'een kleine auto' kan ergens tussen de ruim 800 kilo (Picanto, C1, Aygo) en wel 1400 kilo voor een Renault Zoë liggen.
Zeg gewoon wat ongeveer de massa is en beschouw ons niet als een stel nitwits die getallen niet kunnen handelen.

Om even op het specifieke voorbeeld terug te komen: in de steden aan de kustlijnen zijn compacte auto's zoals wij ze kennen inmiddels een normaal verschijnsel.
Ga je meer 'de binnenlanden' in is een f150 toch wel één van de compactere trucks en eigenlijk het minimum dat je volgens een local moet hebben.
De genoemde 250 Watt is een beetje raar, want weinig.
Ik vermoed dat de 250 Watt het continu vermogen van elk van de motoren is.
Ter vergelijking, de Zephyr 7 van concurrent Airbus had 2 motren van elk 450 Watt.

Als ze bij Boeing dus wat efficiëntere (of gewoon kleinere) motoren gebruiken dan zou een getal van 250 daar nog wel te plaatsen zijn. De PV panelen leveren dan uiteraard meer: Die hebben voldoende capaciteit om overdag én de motoren te laten draaien, én de accu's weer voldoende lading te geven voor de aankomende nacht.

Slechts een aanname, maar eentje die denk ik meer realistisch is dan om aan te nemen dat die 250 Watt op de max. op te wekken stroom slaat.

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.