¿Cómo se ahorra energía al bajar la altitud en Solar Impulse 2?

En general, el mejor alcance es a gran altura (aire enrarecido, menos resistencia) y la mejor resistencia es en actitud baja (aire denso, más sustentación) y baja potencia.

Tiene sentido que por la noche tengan que descender a la mejor altitud de resistencia para conservar la energía de la batería.

Fuente: solarimpulse.com

Es básicamente deslizarse por la noche. No es un planeo puro, sino un planeo motorizado, similar a lo que hacen los aviones normales en la aproximación de aterrizaje.

La altitud es energía. Todos sabemos esto de la clase de ciencias: altura = energía potencial. Por lo tanto, un avión que sube usa energía y un avión que planea gana energía (técnicamente convierte energía potencial en energía cinética).

Por supuesto, debe hacerse correctamente ya que la aeronave no tiene forma de generar energía durante la noche. Es por eso que no puede ser un planeo puro: si pierde demasiada altitud, no le quedará suficiente carga en las baterías para escalar.

El planeo requiere mucha menos energía que mantener un vuelo nivelado.

En efecto, la aeronave utiliza la altitud como un segundo tipo de "batería".

"Trabajar hacia abajo" conserva la energía de la batería, como sugieren las otras respuestas. Pero también es mejor para la resistencia descender, simplemente porque el número de Reynolds de vuelo será mayor y la resistencia viscosa menor.

Consulte esta respuesta para obtener una explicación de cómo funciona la física detrás de esto.

Vea esta respuesta para el efecto del número de Reynolds en un planeador. Aquí se representa el mismo avión a la misma altitud, pero con diferentes cargas alares, por lo que todas las velocidades típicas aumentan con la carga alar, al igual que el número de Reynolds. Verá que L/D aumenta ligeramente con el número de Reynolds.

Además, el punto polar óptimo para la mínima pérdida de energía de los aviones propulsados ​​por hélice se encuentra en un alto coeficiente de sustentación.$c_{L_{opt}}$, y este coeficiente de sustentación aumenta con la relación de aspecto del ala$AR$.

Con una relación de aspecto de 20, esto podría estar cerca del coeficiente de sustentación máximo del perfil aerodinámico, por lo que volar lentamente corre el riesgo de volar cerca de entrar en pérdida. Dado que el coeficiente de sustentación máxima aumenta con el número de Reynolds (después de todo, los efectos viscosos disminuyen y la separación del flujo se retrasa), volar a baja altitud permite volar en el punto polar óptimo para una pérdida de energía mínima más seguro o incluso posible. .

La altitud es energía. Una inmersión larga y poco profunda, de 8.500 a 1.500 metros, recupera la energía que cuesta subir durante el día. Es completamente análogo a cargar las baterías con energía solar durante el día y extraer esa energía de la batería durante la noche.