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Sunseeker - Il sogno del volo energia solare di Eric Raymond

Il volo “umano” è nato dalle geniali scoperte di qualcuno che, volendo trovare nuove vie per scoprire la terza dimensione, ha inventato le prime macchine volanti che ora, dopo più di un secolo di evoluzione tutti noi possiamo usare. Gli attuali aeromobili, dall’aeromodello al caccia, dal parapendio al deltaplano e all’aliante sono frutto di una lunga evoluzione che, un passo alla volta, ha permesso di trasformare dei piccoli salti o delle rapide discese frenate in lunghi voli controllati. I primi rozzi alianti dei pionieri sono diventati dei docili mezzi nelle mani dei piloti che possono assaporare il piacere di scalare le termiche e portare il loro sguardo a varcare le montagne e gli orizzonti. Ma lo spirito dei pionieri accomuna tutti i volatori, qualunque mezzo essi utilizzino, per portarli ogni giorno a cercare di fare un piccolo passo in più nella loro crescita nel volo.
Mi ricordo come fossero ieri i miei primi voli con il parapendio… anche se ormai sono passati 20 anni: nel volo, spesso più che nella vita, sembra esserci un filo continuo che concatena gli eventi, li lega tra loro e li evolve. Ricordo infatti molto bene un articolo che lessi nel 90 su Vol Libre a proposito di un deltaplanista che si era costruito un aliante a propulsione mista (batterie + solare) e ci aveva attraversato gli Stati Uniti. Oggi quel deltaplanista con una evoluzione del suo stupendo aliante è arrivato dalla Svizzera a Torino, volerà qua e là per l’Italia fin verso metà giugno e noi abbiamo avuto la fortuna di incontrarlo.
Il suo nome è Eric Raymond, deltaplanista degli anni ottanta che, appassionato di volo a 360 gradi, un giorno decide di sviluppare i suoi studi sul volo alla ricerca dell’energia perfetta: l’energia del sole.

La storia di Eric Raymond e del Sunseeker

Il sogno del volo ad energia solare di Eric Raymond ha inizio nel 1979, quando Larry Mauro ne dimostra fattibilità realizzando il suo aliante ultraleggero ad energia solare chiamato Solar Riser.
Nel 1981 il primo progetto di Paul MacCready, il Solar Challenger, aggiunge credibilità al concetto.
Nel 1986 Eric Raymond incontra Gunther Rochelt in Germania ed entra nella “famiglia” del volo muscolare e solare: l’invito a volare alla Gunther's racing MPA con il Musculair II costituisce il punto di svolta della sua carriera.
La rivelazione che un veloce ed efficiente aeromobile possa essere costruito con pesi incredibilmente bassi grazie alla ingegnerizzazione dei materiali e al loro corretto uso, è stato l'impulso che ha portato alla costruzione del Sunseeker.

Così Eric fonda Solar Flight ed inizia la costruzione del suo progetto nel 1986. I progressi sono lenti fino al 1988, quando viene trovato in Giappone il supporto di qualche sponsor. Con l'aiuto di Sanyo e diverse altre società, il Sunseeker viene testato in volo alla fine del 1989 come aliante.
Nei primi mesi del 1990 vengono effettuati voli utilizzando la potenza delle batterie con due motori a spazzole accoppiati per mettere in rotazione un’elica a passo variabile che può essere messa in bandiera nel volo planato. Il motore e l’elica utilizzati non si dimostrano soddisfacenti, e così viene montato un motore brushless e un’elica ripiegabile Dopo lunghi test di verifica, viene effettuata una serie di voli attraverso tutti gli Stati Uniti. Durante il mese di agosto del 1990, Il Sunseeker attraversa gli Stati Uniti coast to coast con 21 voli per un totale di 121 ore volate.

Il primo Sunseeker era dotato di circa 16 kg di batterie al Ni-Cad e aveva raggiunto buoni risultati impiegando un motore brushless da 125 mm di diametro con riduttore 5 a 1 e un’elica ripiegabile da circa 2,5 metri di diametro e quasi altrettanti di passo. Con l’energia presente nelle batterie il rateo di salita non era molto elevato, ma consentiva il decollo autonomo e permetteva di raggiungere tra 300 e 500 metri di quota.
Purtroppo le celle solari utilizzate nel 1989 non erano molto performanti e la potenza totale fornita non arrivava a 300 watt insufficienti a mantenere il volo orizzontale, ma in grado di ricaricare le batterie del motore in circa un’ora.
Naturalmente tutto il progetto era ottimizzato per poter volare a basse velocità con un piccolo fabbisogno di potenza per risalire. Eric Raymond era stato pilota di volo libero e aveva anche partecipato varie volte alle competizioni europee di deltaplano tra cui alcuni Meeting di Bassano.
Coniugando uno stile di volo da deltaplano con un mezzo più efficiente, ma non molto più veloce, la traversata degli stati Uniti era stata praticamente effettuata da un aliante ultraleggero che ogni ora aveva a disposizione una risalita... un volo molto simile a quello che potrebbe essere effettuare un odierno delta rigido molto efficiente (20 anni dopo) dotato di un piccolo motore ausiliario con una autonomia molto ridotta.
Quello del ’90 era stato un record incredibile ottenuto non da una grande azienda, ma ad un gruppo di appassionati di volo che condividendo le proprie esperienze esplorava varie discipline, dal volo libero al volo muscolare, al volo a vela. Tra questi forse uno dei nomi più noti era Paul Mc Cready.
Nel 90 non tutto si trovava in Internet e avevo faticato non poco a trovare informazioni a riguardo… essendo io non solo un parapendista, ma un appassionato di modellismo e alianti a propulsione elettrica ottimizzati nell’efficienza, continuai a seguire ogni notizia successiva per cercare di conoscere tutte le informazioni possibili a riguardo. Incontrandolo di persona e ricomponendo i pezzi del mosaico con le sue spiegazioni, è risultato che, come spesso accade nelle conquiste dell’aviazione e non solo, il Sunseeker del 1990 non aveva componenti eccezionali... semplicemente era un ottimo mix di tutti gli elementi, pilota compreso, che perfettamente combinati, ne facevano un mezzo incredibile e in grado di battere ogni record precedentemente stabilito.

Il Sunseeker 2 e l’European tour 2009

Con il passare degli anni e lo sviluppo di nuove celle fotovoltaiche unite a metodi di costruzione migliorati, nel 2002 finalmente è pronta una nuova ala per il Sunseeker: Le celle solari di ultima generazione con circa 12m2 di superficie forniscono un potenza di quasi 1800watt in piena luce e all’interno dell’alla sono inseriti quattro pacchi di batterie ai polimeri di litio per una tensione totale di 192 volt e 16 Ah di capacità.
Con più energia a disposizione anche il motore ha subito una evoluzione in modo da garantire una migliore velocità di salita.
Per la realizzazione dell’elettronica di gestione di celle solari + batterie + motore, Eric ha avuto il supporto di Alan Cocconi. Nel 2005 Cocconi con il Solong, velivolo UAV (cioè senza pilota imbarcato) ha stabilito il primato di durata per velivoli a propulsione mista volando ininterrottamente per 48 ore consecutive. In pratica il Solong riesce a volare di notte grazie all’energia che incamera di giorno nelle batterie tramite i suoi pannelli solari e può farlo per svariati giorni senza sosta. Il regolatore elettronico trifase del suo motore brushless ha la prerogativa di avere una notevole efficienza sia a piena potenza, sia a regime ridotto. In pratica è ottimizzato non solo per la bassa potenza per il volo livellato, ma anche per la potenza di salita che è circa 8 volte superiore.
Naturalmente queste prerogative sono utilizzate anche sul Sunseeker 2 che, grazie al suo rinnovato sistema di propulsione, con una scarica di batterie può salire per quasi 20 minuti a circa 1,3 metri al secondo e poi è in grado di mantenere il volo livellato con la sola potenza fornita dai pannelli solari e ricaricare lentamente le batterie; invece durante il volo planato a motore spento è in grado di ricaricare le batterie di bordo in poco più di un’ora

Un dato che colpisce è la potenza necessaria per il volo livellato: grazie alla sua massa ridotta, a un’efficienza aerodinamica prossima a 35 e al rendimento del gruppo motopropulsore, 1200 watt, la potenza di un aspirapolvere, bastano per volare livellati a circa 60 km/h… sono poco più di 6 watt per ogni kg di peso dell’insieme macchina più pilota.
Per rendere l’idea sarebbe come se un parapendio a motore potesse volare con un motore da poco più di 1 HP… quindi è evidente che la propulsione solare difficilmente potrebbe essere applicata a un parapendio. Invece, grazie alla continua evoluzione delle celle solari, delle batterie e dei delta rigidi, non è detto che breve non si vedano i primi mezzi da volo libero “elettrificati” in maniera efficiente: la via è ormai aperta.

Per quanto riguarda invece il Sunseeker 2, appare evidente che il suo orizzonte di volo si possa allargare ulteriormente permettendogli prestazioni impensabili in precedenza e di come sia stata fattibile la trasvolata delle Alpi da Zurigo a Torino del 13 aprile o il volo da Pavullo (Modena) a Guidonia (Roma) del 24 aprile.
Finora il volo più lungo effettuato è stato di circa 250 miglia su un percorso prestabilito, ma credo che a breve verranno raggiunte nuove performance.

La parte affascinante dell’inviluppo di volo di questo insolito mezzo risalta ancora di più considerando le varie fasi che lo compongono. Dopo una prima salita sotto motore lasciando un po’ di energia di “emergenza” nelle batterie, il Sunseeker 2 può iniziare a planare cercando la prima termica e intanto ricaricare velocemente le batterie, oppure continuare a volare a motore livellato con la sola propulsione solare e caricare lentamente le batterie.
Il volo diventa così una continua e completa ricerca dell’energia che la natura ci offre grazie al sole: l’essenza totale e completa del volo a vela.
La termica per salire e la luce per volare e immagazzinare altra energia: le scelte di volo devono scoprire nuovi orizzonti rispetto al semplice volo in termica per portare sempre più in alto e vicini alla luce… come dice il nome Sunseeker… cercatore di sole… perché è dalla sua luce che vengono il volo e la vita.

Claudio Vigada

I contenuti di questo articolo sono in parte tratti dal sito www.solar-flight.com e gentilmente concessi in intervista da Eric Raymond e dai membri del Team del Sunseeker European Tour 2009.
I resoconti del Sunseeker European Tour 2009 sono disponibili on line sul sito www.solar-flight.com
Per le informazioni del Solong di Alan Cocconi: www.acpropulsion.com