华体会备用网在线讯: 2015年6月24日,举世瞩目的“阳光动力2号”太阳能飞机离开日本爱知县名古屋机场,继续其环球飞行之旅。根据计划,飞机下一阶段将飞越广袤的太平洋,抵达美国夏威夷。
此前,“阳光动力2号”于5月31日从南京禄口国际机场出发,原计划直接飞越太平洋,但由于突遇恶劣天气,被迫临时降落在名古屋机场。
一架神奇的飞机
广受关注的“阳光动力2号”并不是世界上第一架太阳能飞机,但绝对是最具雄心壮志的一架。毕竟,此前的太阳能飞机从未在夜间进行载人飞行,更不用说进行环球飞行了。
“阳光动力2号”能有如此雄心壮志,与其采用了大量新技术和新材料密切相关。
从基本参数和性能来看,“阳光动力2号”重2.3吨,与一辆普通越野车相差无几。为了实现空气动力性能最大化,它的外形看上去有些怪异,翼展长达72米,超过了大型宽体客机波音747。在正常天气条件下,飞机的最大飞行高度可达8500米?10000米,最大飞行速度140千米/小时,最小36千米/小时。
与普通飞机不同,“阳光动力2号”的机翼、机身和水平尾翼上共安装了17248块超薄、高效的单晶硅电池板。这些电池板的总面积高达269.5平方米,在阳光照射下,每天能产生340千瓦时电量。为了降低飞机自重,这些电池板都是特制的,单块厚度仅为135微米,约略相当于人的一根头发丝。
为了在无光照条件下飞行,“阳光动力2号”携带了633公斤锂离子电池。太阳能电池板白天所产生的电能,除了供日间飞行外,剩余部分储存在锂离子电池中,用于夜间及阴雨天气条件下飞行。
“阳光动力2号”的推进系统主要包括电机、螺旋桨、能量管理系统及减速器等。飞机的机翼下方安装了4个无刷、无感应发动机,在电力驱动下,每个发动机能产生17.4马力推力。为了省电,飞机螺旋桨的转速被限制在525转/分钟,整个系统的效率达到了惊人的94%。
在材料方面,“阳光动力2号”也有很多创新之处。飞机大量使用了质量轻、承载能力强的新材料,其中既有碳纤维复合材料,也有特殊泡沫等。飞机的前缘、后缘主要由碳纤维材料构成,舱体则使用了高效保温隔热材料。驾驶舱壳体、门锁和舷窗部分使用的主要是聚氨酯泡沫和聚氨酯复合材料。
因为只能搭载一名飞行员,“阳光动力2号”使用了人机互动技术。飞行员在感到疲惫时,可以开启自动飞行模式。与大型商用飞机相比,“阳光动力2号”的自动驾驶系统显得十分简陋——飞机只能在无人控制的情况下飞行20分钟。在此期间,地面工程师监控着飞机,一旦出现异常情况,随时叫醒飞行员。
一个重要的理念
“阳光动力2号”的缔造者是两个富于探索和冒险精神的人——贝特兰德˙皮卡德与安德烈˙博尔施伯格。
皮卡德出生于瑞士的一个探险世家,在他的血管里,流淌着这个家族勇于挑战和冒险的激情。
1931年5月27日,他的祖父奥古斯特˙皮卡德搭乘自制的热气球上升到15781米高空,这是人类首次到达平流层。此后,奥古斯特˙皮卡德又进行了20多次热气球飞行冒险,不断刷新纪录,最终达到的高度为23000米。
1960年,皮卡德的父亲雅克˙皮卡德搭乘自己参与设计的潜水艇“特里雅斯特号”,下潜到马里亚纳海沟10916米处的“挑战者深渊”,成为最早到达这一深度的探险者之一。
皮卡德说:“我的祖辈和父辈上天入海,创下了难以超越的纪录,激励我不断探索前行。”在这一理念的推动下,1999年,皮卡德用不到20天时间乘坐热气球环游世界,创造了一个新纪录。
在这次环游世界过程中,皮卡德在热气球上眺望太空,产生了一个新想法——或许,可以将取之不尽的太阳能用于飞行,白天积累能量,夜间再把储存的能量慢慢释放出来,飞机就可以昼夜不停地飞行了。在完成这一壮举后,皮卡德为自己设定了一个新目标——“下一次,我要不使用一滴燃料进行环球旅行。”
这个设想乍听起来很有些疯狂,不少人对此嗤之以鼻,认为是天方夜谭。皮卡德咨询了不少飞机制造商,得到的都是同一个答案:这样的飞机不可能造出来!
尽管屡遭挫折,但皮卡德矢志不移,他四处游说,寻求政府和企业的支持,着手打造“阳光动力”项目团队。幸运的是,有一次,在向瑞士洛桑联邦理工学院咨询某项技术的可行性时,皮卡德结识了博尔施伯格。两人志同道合,一拍即合,这对“阳光动力”项目的成功有着至关重要的影响。