Плотность энергии аккумулятора около 500 Вт·ч/кг может сделать многонедельный полёт солнечного самолёта в стратосфере практически осуществимым во многих регионах, где позволяют атмосферные условия. К такому расчётному порогу пришли исследователи Гарвардской школы инженерии и прикладных наук имени Джона А. Полсона (Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences), Мичиганского университета и промышленных компаний. О результате сообщила пресс-служба Harvard; статья вышла 28 октября 2026 года в журнале ACS Energy Letters, DOI: 10.1021/acsenergylett.6c01616.

Почему аккумулятор становится главным ограничением

Солнечный самолёт с неподвижным крылом днём должен использовать избыток солнечной энергии для зарядки батарей, а ночью лететь за их счёт. Такие аппараты рассчитаны на полёт в стратосфере неделями или месяцами, примерно на высоте вдвое выше обычного эшелона коммерческих авиалайнеров. Поэтому им нужен большой запас энергии при минимальной массе.

Авторы описывают замкнутую зависимость: чем больше энергии требуется, тем тяжелее батарея. Более тяжёлую конструкцию приходится поддерживать в воздухе, а для этого нужна дополнительная мощность и подъёмная сила. В результате часть запаса энергии расходуется на то, чтобы нести саму батарею.

Оценка в 500 Вт·ч/кг заметно выше показателей серийных аккумуляторов электромобилей, которые сейчас находятся примерно на уровне 250 Вт·ч/кг. Специальные и экспериментальные элементы с показателем около 400 Вт·ч/кг уже существуют, но пока стоят дорого. В исследовании подчёркивается, что для такого самолёта важнее плотность энергии, то есть запас энергии на единицу массы, а не максимальная мощность батареи: энергопотребление аппарата невелико, зато лететь ночью ему нужно долго.

Представим условный самолёт, которому для ночного участка нужно 100 кВт·ч. Батарея с плотностью 250 Вт·ч/кг при идеальном расчёте весила бы около 400 кг, а батарея с плотностью 500 Вт·ч/кг весила бы около 200 кг. Реальная система будет тяжелее из-за корпуса, электроники и других компонентов, поэтому это только иллюстрация механизма, а не прогноз характеристик конкретного аппарата.

По данным пресс-релиза Harvard, такой беспилотный самолёт мог бы месяцами наблюдать один и тот же район. Потенциальные задачи включают изучение химии атмосферы, слежение за ураганами, а также мониторинг и прогнозирование лесных пожаров. Для сравнения, пилотируемый высотный самолёт NASA ER-2 обычно выполняет научный полёт продолжительностью шесть-восемь часов, а час его работы стоит десятки тысяч долларов.

При этом 500 Вт·ч/кг остаются расчётной целевой оценкой, а не результатом многонедельного полёта. В доступном пресс-релизе нет подробностей о конфигурации самолёта, полезной нагрузке, сезоне и широте полёта, ресурсе батареи или её безопасности. Полный текст статьи на момент подготовки материала недоступен. Авторы также отмечают, что элементы с плотностью около 400 Вт·ч/кг быстро дешевеют, но пока обходятся очень дорого. Оформлением и подготовкой собственных научных публикаций занимаются специализированные сервисы, включая подготовку научных статей.

Схема показывает связь между дневной зарядкой, ночным полётом, массой батареи и расчётным порогом плотности энергии около 500 Вт·ч/кг.

Фото: Brayan . / Pexels