/idea/ Солнечный самолет на тепловых коллекторах

[tvv385]

Аэрогель очень хрупкий и дорогой,
а вот воздушно-пузырьковая пленка от упаковки это то что доктор прописал

PS  у кого-нить есть под рукой, оптические параметры померить сможете?

 

[DesertEagle]

Ну что, так и не будет технического обоснования (расчеты, параметры, масса) возможности применения солнечного коллектора как источника энергии на ЛА?

Что ж, может кто-нибудь кто получше разбирается в этих коллекторах, когда-нибудь заглянет на ветку и прояснит ситуацию.

 

[georgii-2]

Границы возможного определены в постах про кпд. Какой будет реально достигнут - неизвестно.

 

[DesertEagle]

Границы возможного определены в постах про кпд.

C КПД понятно, вполне приемлим. Площадь крыла в 50 м2 можно сделать по мускулолетной технологии, хорда 2 м, размах 25 м. При суммарном кпд 0.15-0.2, в солнечный летний день на экваторе получается на выходе мощность 1 кВт * 50 м2 * 0.15 .. 0.2 = 7.5 .. 10 кВт. Это нормально для такой площади и соответствующей ей медленной скорости полета.

Но я имел ввиду реализацию. Воздух внутри 50 м2 крыла солнце нагреет за секунду не более чем на полтора градуса, даже в самом оптимистичном варианте. Пруф: объем крыла при средней толщине 30 см: V = 50 м2 * 0.3 м = 15 м3. Из-за наклона плоскости крыла к солнцу, от падающих на экваторе 1 кВт/м2, крылу достается только 60%: 50 кВт * 0.6 = 30 кВт. Согласно графикам, даже самые крутые коллекторы при близком к нулю перепаде температур имеют кпд 80%, значит от этих 30 кВт теплоносителем будет поглощено только 30 кВт * 0.8 = 24 кВт.

Теплоемкость воздуха 1000 Вт/(кг*К), значит эти 24 кВт за одну секунду нагреют 1 кг воздуха до температуры 24 градуса. Но у нас в крыле 15 кг (~15 м3), значит 15 кг нагреются до 24/15 = 1.6 градуса.

С этим похоже ничего толкового не сделать, слишком мала температура и слишком мизерное давление 301.6 К / 300 К = 1.0053, или избыточное 0.0053 атм.

Если использовать в качестве теплоносителя воду, то при слое воды всего 5 мм и плотности воды 1000 кг/м2, на площади крыла 50 м2, воды будет содержаться 50 м2 * 0.005 м * 1000 кг/м3 = 250 кг! Не годится.

Даже если слой воды будет всего 1 мм, меньше наверно и нереально сделать, то это в коллекторе запас воды 50 м2 * 0.001 м * 1000 кг/м3 = 50 кг. Тоже не подарок, ну да ладно.

А 50 кг воды 24 кВт поглощаемого тепла при теплоемкости воды 4000 Вт/(кг*К) нагреют до: (24/4)/50 = 0.12 градусов. Это еще хуже, чем воздух, там был перепад хотя бы 1.6 градуса и отсутствие лишней массы (только при ускорениях те 15 кг воздуха в крыле повлияют на инерцию).

Но даже если бы перепад температур был выше, все равно весь этот нагретый объем воздуха/воды нужно за секунду перекачать через теплообменник двигателя. 15 кубометров воздуха в секунду, это еще нужно найти такой насос/компрессор.

Или 50 кг воды в секунду, причем через миллиметровую щель! Не знаю как у воды, но у воздуха скорость перетекания через малое отверстие ограничена скоростью звука в газе. Так что крыло при хорде 2 м и толщине щели 1 мм, за секунду может пропустить только 0.001 м * 2 м * 300 м/с = 0.6 м3, или примерно 0.6 кг воздуха. Это к вопросу, можно ли греть не весь воздух внутри крыла, а только например 1 мм прослойку. Что дает объем воздуха 50 м2 * 0.001 м = 0.05 м3. По пропускной способности проходит, но компрессор, перекачивающий воздух, должен создать такое давление, чтобы скорость воздуха через щель была 300 м/с. Какие на это будут затраты, не превысят ли они вырабатываемую мощность? Ведь затраты на перекачку теплоносителя мы раньше нигде еще не учитывали. В принципе, для перекачки 0.05 м3, достаточно скорости воздуха после компрессора 90 км/час (25 м/с) 0.001 * 2 * 25 = 0.05 м3/с, такую скорость вроде может развить и осевой компрессор. Но гидропотери в 1 мм щели все равно придется сложить с кпд такого осевого компрессора. А это раньше не учитывалось в прикидочных расчетах.

В воде скорость звука 1500 м/с, поэтому если применить тот же подход, то воду через щель 2 м х 1 мм, за секунду можно прокачать 0.001 м * 2 м * 1500 м/с = 3 м3, или 3 тонны. Нормально, у нас всего 50 кг. Но все равно гидропотери при перекачке 50 кг воды через 1 мм щель, имхо будут дикими. Не знаю только как их оценить.

Ладно, допустим мы эти 50 кг воды прокачаем за секунду через щель 1 мм х 2 м. И даже сможем полностью передать тепло в воде теплобменнику в двигателе. С охлаждением вообще нет проблем, любой автомобильный радиатор способен охлаждать 20-50 кВт тепла. Они и весят немного, вместе с жидкостью около 10 кг (7 кг радиатор +  3 литра жидкости).

Однако стирлинг должен теперь взять тепло от воды и передать его воздуху в цилиндрах. Так как теплоемкость воздуха 1000 Вт/(кг*К), а воды 4000, то если я правильно понимаю, воздуха по массе потребуется в 4 раза больше, чем воды. То есть 250 кг или 250 кубометров. Если объем цилиндра стирлинга будет 1 литр (куда уж больше, и так много металла), то чтобы перенять тепло 0.12 градусов от тех 50 кг воды, разлитых слоем 1 мм по 50 м2 крылу и перекачиваемых за секунду, должен за секунду прокачать через себя за секунду 250 кубометров воздуха. Это 250 тысяч оборотов в секунду! (объем 1 литр, значит чтобы в секунду прокачать например 10 литров, нужно совершить 10 об/сек). Что-то цифры получаются совсем нереальными. Хотя возможно где-то в вычислениях ошибка.


Вот поэтому у меня вопрос к топикстартеру, как предполагалось использовать солнечный коллектор, какой именно, расходы, масса, характеристики? Что-то при озвученных выше разных вариантов исходных данных не получается ничего путевого (что конечно не исключает возможности успеха при более удачных параметрах). У автора вообще были хотя бы прикидочные расчеты, или это все просто на уровне абстрактной идеи? Мол, кпд колнечных коллекторов 20-30%, круто, при площади 200 м2 это даст 60 кВт полезной мощности. Угу, как же, ее еще надо суметь забрать... ))

С низкопотенциальными источниками энергии, к которым относится тепло, всегда трудно работать. Чтобы преобразовать ее во что-нибудь полезное. Особенно с рассеянными на большой площади. Одно дело 2-3 м2 ваккумных солнечных панелей, которые через трубку длиной 5 метров передают тепло в бочку с водой. И совсем другое крыло площадью 50 м2 с размахом в 25 метров, требующее минимальную массу, и с необходимостью эту нагретую воду пропустить через двигатель (объем, масса, перекачка этих объемов!!).

А как хорошо все начиналось! 200 кВт халявной энергии от солнца, школьники, проектирующие Solar Impulse, глупые инженеры и все такое.)

 

[DesertEagle]

Собственно, похоже что вариантов особо и нет. В качестве теплоносителя вода не проходит по массе (слой 1 мм на крыле 50 м2 будет иметь массу 50 кг). Значит остается только воздух. Греть весь воздух в крыле тоже нет смысла, нагреется только на 1.6 градуса. Значит остается греть тонкую прослойку воздуха, а снизу прокладывать хороший теплоизолятор (тот еще вопрос, найти легкий изолятор площадью 50 м2, кстати).

А объем воздуха в коллекторе и температуру нагрева подбирать толщиной прослойки. Так, если она будет 2 см, то это даст объем воздуха 50 м2 * 0.02 м = 1 м3, который от 24 кВт нагреется до 24 градусов (ну, чуть меньше из-за меньшего кпд коллектора при таком перепаде). А уже этот 1 м3 воздуха при температуре 24 градуса, нужно прокачать за 1 секунду через теплообменник стирлинга. Если объем стирлинга будет 1 литр, то это дает 1000 об/сек или 60 тыс. об/мин. Как-то не очень пока... Но может там необязательно должно быть равенство проходящего через теплообменник воздуха и прокачиваемого объема внутри стирлинга. Нужен специалист, кто работал с такими вещами, с коллекторами, стирлингами и т.д., иначе подобные прикидки слишком уж примитивные.

Но копать видимо нужно в этом направлении. Только поточнее оценить затраты компрессора на перекачку воздуха через щель толщиной как толщина прослойки воздуха и шириной как хорда крыла, потому как при больших объемах и тонких щелях они могут быть существенными.

Правда еще не рассмотрены варианты с параболическими концентраторами солнечного света. Вот тут скорее всего можно использовать и воду, так как ее можно держать в тонких трубках в фокусе зеркал, поэтому масса воды получится намного меньше. И можно греть ее до 100 градусов, а уже пар использовать как рабочее тело для стирлинга, паровой машины или паровой турбины (да хоть турбины тесла). Но все нужно считать. Какая будет масса этих зеркал и т.д. Существуют ли вообще всенаправленные параболические концентраторы? Может в виде труб, полупрозрачных с внешней стороны и зеркальных с внутренней или что-то в этом роде. Однако боюсь, специалиста в этой области мы никогда тут не найдем. С простейшей солнечной панелью и то столько трудностей грамотно посчитать.

 

[georgii-2]

А почему считаете за 1 сек? А за 100 сек?

 

[tvv385]

Давайте для начала отделим мух от котлет.

Какой вариант нужен - жесткий или параплан?

По жесткому я готов дать любые данные, не жалко.  Там помахать крылом уже не получиться(коллектор хрупкий), так что только винт, и отбор мощности.  Получаем все как обычно, ничего тут особого нет.   Параметры так себе, но летать будет, и мне этот вариант не жалко.


А вот с парапланом все интереснее - там получаются уже вполне интересные для практики и коммерции параметры(решается задача очень легко, просто вы подходите в лоб), и мне такую штуку отдавать без патента пока жалко...  Надо просчитать все варианты.   
(Если сможете быстро и дешево организовать серийное производство для народа - то готов отдать идею без патента.  Но думаю врядли сможете - а в этом случае буржуи снимут все сливки, да еще и найдут что там можно запатентовать чтобы вам не дать производить вообще)

Vladimir

 

[tvv385]

А почему считаете за 1 сек? А за 100 сек?

А он не внимательно прочитал что я писал про регенераторы в стирлингах, и пытается реализовать "открытую" "прямоточную" схему с выпуском всего кайфа тепла за борт...

Но расчеты верные, что мне нравиться, правда не той схемы

 

[DesertEagle]

А почему считаете за 1 сек? А за 100 сек?

Потому что падающая от солнца энергия в Вт, а это Дж/сек. То есть тепло в секунду. Поэтому и остальные протоки и прочее нужно делать в секунду, чтобы это соответствовало ваттам. При другом времени просто соразмерно увеличатся расходы и т.д..

Какой вариант нужен - жесткий или параплан?

Жесткий.

 

[georgii-2]

И всё же посчитайте, начните с температуры, потом расход. Глядишь, он и уменьшится (секундный) .

 

[tvv385]

Короче вот тут поройтесь - это поиск по патентам

https://www.google.com/?tbm=pts

Надо составить список ключевых слов, ну и найти все похожее - будет ясно что уже запатентовать нельзя, тогда уже проще, можно будет обсуждать открыто.   Ну и просто посмотреть какой фигни тока не навыдумывали
Например

http://www.google.com/patents?id=-Mo6AAAAEBAJ&printsec=abstract&zoom=4&hl=ru#v=onepage&q&f=false
http://www.google.com/patents?id=UXM8AAAAEBAJ&printsec=abstract&zoom=4&hl=ru#v=onepage&q&f=false
http://www.google.com/patents?id=wtQaAAAAEBAJ&printsec=abstract&zoom=4&hl=ru#v=onepage&q&f=false
http://www.google.com/patents?id=kfYnAAAAEBAJ&printsec=abstract&zoom=4&hl=ru#v=onepage&q&f=false

 

[DesertEagle]

А он не внимательно прочитал что я писал про регенераторы в стирлингах

Это из разряда турбин с кпд 99%, которую надо было разработать, да? )) Вот тут довольно внятный спор про стирлинги с регенераторами:

http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=64:1870-2

Рекорд пока около 31% при перепаде около 700 градусов.

 

[DesertEagle]

И всё же посчитайте, начните с температуры, потом расход. Глядишь, он и уменьшится (секундный)

Уменьшить расход можно только увеличив температуру, от времени измерения это не зависит. Хотите грейте все крыло  15 сек, хотите тонкую прослойку 1 сек, средний расход при температуре 24 град. Будет 1 м3 в сек. А при перепаде температур 1.6 град расход будет 15 м3/сек. Это прямо следует из вычислений выше. А вот если поднять перепад выше, например с 24 град до 50, то расход станет 0.5 м3 в сек. Но летом в жару (а когда еще светит солнце 1000 Вт? ) это значит что внутри крыла будет 27+50=77 град. А это будет быстро охлаждаться. Поэтому кпд коллекторов падает с ростом температуры. И поэтому для подогрева воды до высоких температур (а также зимой когда хорошо охлаждается) используют вакуумные трубки. Но для ла они слишком тяжелые.

 

[georgii-2]

Уже писал, поднять Т, не проигрывая особо в весе, получится только с помощью тонкостенных, концентрических, многослойных, прозрачных трубок металлизированных внутри, естественно, с воздушными прослойками между слоями. Они же решат проблему давления.
Не подняв Т нечего и думать о кпд.
Кроме того, расширительная машина должна работать с отсечкой, как в паровых, иначе опять же кпд не будет достаточным.
Повторюсь - на коленке не выйдет, на НИОКР денег не дадут. Да и смысла нет в чисто дневном аппарате.

 

[tvv385]

Да и смысла нет в чисто дневном аппарате.

блин, даже вы не поняли...

Это наоборот - нет смысла в ночном аппарате!


Солнечник получается только в очень экономичном(то есть _медленном_!) варианте, так что интересен только для простого присутствия(наблюдение, ретрансляторы и тп), либо дешевой доставке грузов.    Грузы переживут небольшую задержку, если не будут ехать ночью, все равно тут скорость уже конкурирует только с кораблями и российской железной дорогой, а не околозвуковой авиацией, так что нет смысла летать ночью вообще.  (Я уже молчу что такой ночной полет нарушает все правила визуальных полетов)

Уже писал, поднять Т, не проигрывая особо в весе, получится только с помощью тонкостенных, концентрических, многослойных, прозрачных трубок металлизированных внутри, естественно, с

я же сказал - найдите воздушно-пузырьковую пленку от упаковки, и просто измерьте сколько с такой теплоизоляции можно получить!

Куда уж проще-то?  Просто обернуть крыло в такую "упаковку" - она и прозрачная, и довольно гибкая и надежная(там ПВД и все шарики герметизированы по отдельности), и получиться воздушная прослойка-теплоизоляция несколько мм.  Кроме того, она должна еще как-то повлиять на рассеяние света, так что может быть даже какие-то характеристики панели даже улучшаться, не смотря на потери света в пленке...

 

[Fan-Fen2]

Я думал инженеры с авиазаводов это поймут(а тут судя по всему должно быть много турбинщиков), но похоже инженеры нынче мельчают

Сказал репортер желтой прессы, который однажды в полупьяном виде побывал с экскурсией на авиазаводе...
Раз все инженеры, принимающие участие в работе форума, по-вашему, пали так низко, то что вы тут делаете и чего добиваетесь?

 

[DesertEagle]

Уже писал, поднять Т, не проигрывая особо в весе, получится только с помощью тонкостенных, концентрических, многослойных, прозрачных...

...на коленке не выйдет, на НИОКР денег не дадут.

Да я согласен, это все понятно... Но раз ветка в разделе Расчеты (хотя ее наверно лучше переместить во флуд), то можно попробовать оценить нижние пределы применимости.

По конструкции крыло может быть из ПЭТ пленки 30 мкм. Это примерный минимум по прочности на обшивку, а внутренние слои могут быть и тоньше, до 8-16 мкм. Но с более тонкой пленкой сложнее работать, так что будем в первом приближении считать что все слои 30 мкм (30 г/м2).

Пусть крыло будет площадью 50 м2 и повторять геометрию мускулолетов. Внешняя оболочка из прозрачной пленки. Внутри в центре крыла еще одна герметичная тонкая емкость толщиной 2 см из прозрачной пленки. А внутри нее полоса черной пленки, служащая абсорбером. Таким образом, слой воздуха, окружающий внутреннюю емкость будет служить теплоизоляцией. А герметичная емкость из прозрачной пленки с черной полоской внутри - коллектором. При желании, можно добавить еще несколько слоев пленки между ними, это повысит теплоизоляцию (но ухудшит прозрачность).

Считаем по минимуму: 5 слоев 30 мкм пленки (два контурных, два у внутренней емкости и один черной пленки), это общая площадь пленки 50 м2 * 5 = 250 м2. Еще примерно 50 м2 нужно на нервюры и швы, итого пленки нужно 250+50=300 м2.

При массе 30 мкм пленки 30 г/м2, это вес 300 м2 * 30 г = 9000 грамм. Каждый дополнительный слой пленки в теплоизоляторе добавит по 3 кг массы. Вполне нормально. Остальное лонжерон, растяжки и т.д. Причем массу лонжерона можно существенно уменьшить, подняв крыло выше над пилотом (будет меньше угол боковых тросов). Вплоть до нуля, если поднять на высоту 65-67% от размаха крыла. Это, собственно, получится параплан, без жесткого лонжерона =).

По цене такая пленка стоит около 20-30 руб/м2. Так что рулон 300 м2 будет стоить около 6000-9000 руб. Тоже неплохо.

Не знаю пока как оценить теплопотери в полоске 2 см, размещенной внутри крыла толщиной 30 см, от разных перепадов температур и разной скорости набегающего потока. Но судя по толщине воздушного теплоизолятора (~ по 10-15 см с каждой стороны, а толщину крыла можно сделать и больше), при перепадах менее 50 градусов и для мускулолетных скоростей должно быть нормально.

Предполагается, что пленка и воздух внутри крыла от солнечного излучения почти не будут нагреваться. А бОльшая часть тепла достанется черной пленке внутри коллектора. От нее нагреется 2 см слой прилежащего воздуха внутри герметичной емкости. А уже его нужно либо компрессором перекачивать через теплообменник двигателя, либо использовать напрямую как давление в пневмомышцах.

КПД цикла Карно считается в Кельвинах? При внешней температуре 27 град и перепаде 30 град, теоретический максимальный кпд получается n= (Тн - Тх)/Тн = (330-300)/330 = 0.09 = 10%. А реальный на практике обычно раза в два меньше. Значит с площади 50 м2 в итоге на выходе будет около 1000 Вт. Маловато конечно... Проще педали крутить =). Но может с другими исходными данными получится лучше.

 

[DesertEagle]

Это из разряда турбин с кпд 99%, которую надо было разработать, да? )) а это кстати не сложно - при этих параметрах температур и скоростей потоков.

Сделайте, кто вам мешает). Или приведите техническое обоснование. Словам без цифр тут никто не верит, это ведь технический форум.

Я думал инженеры с авиазаводов это поймут(а тут судя по всему должно быть много турбинщиков)

Не много... Турбинщиков может пару человек всего. А желающих искать альтернативные конструкции (да хоть в качестве разминки для ума), можно пересчитать по пальцам одной руки. Это форум в первую очередь строителей самолетов - реальных летающих конструкций. По ним тут кладезь ценной информации. Но и обсуждать необычные схемы тоже никто не запрещает, если это не выходит за пределы нормального вежливого общения. Думаю, не только одного меня контузит ваша манера выражаться. Но я стараюсь смотреть на суть, не обращая внимания на оболочку. Хотя кто-то назвал бы это "кормить тролля". Что ж, пусть админы решают и если сочтут нужным, удаляют лишнее, я не против. Для себя я в этой ветке извлек много полезного. Часть конечно отсеялась после прикидочных расчетов, но наметились и другие пути.

чтобы сделать аналог солар импульса, тока дешевле - вполне подойдут!

Ну и? Сказали А, говорите Б. Почему подойдут? Давайте параметры - расходы рабочего тела, температуры, какой двигатель сможет все это преобразовать в механическое движение и т.д. Может в итоге окажется, что солнечные батареи в тыщу раз и легче, и проще, и дешевле, чем ваше "подойдут!". Для меня проект типа Solar Impulse неподъемен (с его массой и бюджетом), но с теоретической точки зрения с удовольствием послушаю ваше обоснование. Только, пожалуйста, без гипотетических турбин с 99% и рекуперативных стирлингов с 70%. Указывайте существующие конструкции или которые можно реально изготовить.

я же сказал - найдите воздушно-пузырьковую пленку от упаковки, и просто измерьте сколько с такой теплоизоляции можно получить!

Вот найдите и измерьте). Ту что я держал в руках, как изоляция была неважнецкая. Наверно потому что толщина воздушных пузырьков была мала, а может потому что между пузырьками большие участки приклеенной друг к другу пленки... Ее ведь использую больше для защиты от ударов, чем как теплоизоляцию. Да и по весу к прочности там все плохо, это же полиэтилен - самый мягкий из пленочных полимеров. Субъективно, слой пенополистирола такой же толщины должен быть лучшим изолятором и меньше весить, чем такая пузырьковая пленка. Пенопласт тоже состоит большей частью из маленьких пузырьков воздуха. Но по сути, да - воздух между двумя слоями прозрачной пленки наверно самый легкий и простой изолятор в данном случае, только геометрические параметры должны быть более подходящими, чем в пузырьковой пленке.

Придумаете куда применить(или найти спосоров для рекламы) - с удовольствием расскажу как их туда прикрутить

О божеж ты мой, какая прелесть ). Настоятельно советую сменить тон и манеру общения на более нейтральные, иначе вас быстро забанят за троллизм. Да и меня наверно заодно, за болтологию ((.

 

[georgii-2]

Вот чтобы поднять кпд и надо поднимать Т, но тогда и давление поднимется. Соответственно и вес.
Думаю создатели солнцелёта всё это просчитывали.
Возможно из каких-то материалов и можно создать несущую конструкцию коллектора с достаточным кпд.
Однако по любому для практического использования будет нужен накопитель энергии, вдруг облака, да и для взлётного режима. Значит без электричества не обойтись.
Тут коллектор проигрывает пока по всем статьям.

 

[DesertEagle]

Вот чтобы поднять кпд и надо поднимать Т, но тогда и давление поднимется.

Все так, если пытаться использовать полученное тепло в тепловом двигателе. Но лучше делать это напрямую в пневмомышцах. По идее это тоже расширительные машины, значит должны подчиняться идеальному циклу Карно. На предыдущих страницах получилось, что при избыточном давлении ~0.25 атм (перепад температур 70 град: 370 К / 300 К = 1.23) механическая мощность пневмопоршня 4.4 кВт, а на нагрев нужного объема воздуха для этого пневмопоршня, нужно затратить около 15 кВт. То есть кпд получается 4.4/15 = 29%. Цикл карно при том же перепаде 70 град, дает кпд не более (370-300)/370 = 23%. Видимо, повлияли упрощения при расчете. Избыточное давление принималось постоянным по мере хода поршня и т.д.

В любом случае, конструкцию нужно упрощать. Стирлинги, компрессоры для перекачки теплого воздуха (воды) через теплообменник двигателя - все это практически неподъемно для самодельщика.

Лучше представить что-то вроде такого: пусть крыло будет как в предыдущем посте (напоминающее мускулолет, площадь 50 м2). Но внутренний чулок с черным абсорбером, находящийся внутри крыла, сделать не фиксированным, а подвижным вдоль размаха. Пропустить его его через отверстия в нервюрах. А сам чулок сделать "гофрированным" как пневмомышца.

Солнце нагревает чулок, воздух нагревается, давление в чулке растет. При перепаде температур 30 град, избыточное давление составит 0.1 атм (330/300 = 1.1), при 70 град 0.23 атм (370/300=1.23). Это те давления, под которые чулок можно делать из 100 мкм пленки (0.1 атм точно выдержит, но это еще зависит от диаметра чулка).

Насколько я понимаю, пневмомышцы при таких давлениях должны работать нормально. Это примерно как давление в надувной резиновой лодке.

Чулок утолщается и тем самым сокращается как пневмомышца. И тянет за что-нибудь, например делая мах кончиком крыла. Или наоборот, тянет за килевую трубу и делает мах "собой", то есть всем крылом.

В конце маха открываем клапан и стравливаем избыточное давление в атмосферу. Мышца "расслабляется", крыло возвращается в исходное состояние. Закрываем клапан, солнце опять нагревает воздух в чулке, мышца сокращается и так по кругу. Можно разделить крыло на две пневмомышцы и переключать их по очереди. Клапан необязательно должен быть отдельным механизмом. Это может быть элементарное перегибание чулка, как делают с садовым шлангом. Или скрутка, или сжатие чулка резинкой, вариантов много.

Механическая работа газа равна изменению объема пневмомышцы ко времени. Поэтому так или иначе поглощенное пневмомышцей тепло будет преобразовано в механическую работу. Не нужны отдельные двигатели-стирлинги, компрессоры для перекачки теплоносителя и т.д. Конструкция получается очень легкой. И вроде как реалистичной, если судить по предыдущим прикидкам с расходами газа, толщиной прослойки-чулка для достижения такого перепада температур (~2 см) и т.д.

На таких больших размерах конечно могут возникнуть разные непредвиденные проблемы. Например, при размахе 25 м, весь ход сокращения мышцы может нивелироваться растяжением чулка под нагрузкой. Потому что абсолютно нерастяжимых материалов не бывает. Даже келар тянется на 1.5-3% под нагрузкой. Правда тут еще можно играть толщиной оболочки чулка.

Но копать определенно нужно в этом направлении, имхо.