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发布员:朱永彬2015-3-16 21:22分类: 科技数码 标签: 节能 科技 创意 飞机

最大太阳能飞机:25天环游世界?的头图

上个世纪,人类成功征服了南北极和珠峰、潜入了深海、飞向了平流层与外太空,并在月球上迈出了历史性的第一步。如今,又一桩不可能的事情变为了可能。全球最大太阳能飞机“阳光动力”2号(曾译作“太阳驱动”)于当地时间9日早晨7时12分(北京时间9日11时12分)从阿联酋首都阿布扎比起飞,开启了人类历史上太阳能飞机的首次环球飞行,期间将在中国的重庆和南京停留。该项目发起人、瑞士探险家贝特朗·皮卡尔和安德烈·博尔施伯格将轮流驾驶飞机。

5个月的环球行程,25天的空中飞行,让人想起“科幻小说之父”凡尔纳的小说《八十天环游地球》,而在人类这一次将实现的梦想中,既不需要燃料,也不制造污染。

“我的曾祖父儒勒·凡尔纳曾这样写道:‘慢慢来,有点耐心,有点决心,因为世界上所有的伟大成就,都是那些夸张的野心所结出的果’。在此次计划中,贝特朗·皮卡尔本人便是这种精神的绝佳代表——极具野心,却能使全体人类从中获益。”凡尔纳的后人让·凡尔纳表示。

联合国秘书长潘基文9日通过发言人发表声明,向“阳光动力”项目表示祝贺,祝愿这一不使用燃油的具有历史意义的环球飞行能够取得成功。声明说:“这是一件令人振奋的事情,他们正通过多边努力应对气候变化,启发全世界通过创新性的可持续和可再生能源来实现可持续发展。凭借他们的胆识和决心,我们都能飞向一个新的可持续未来。”

一路向东,将在重庆和南京停留

在“阳光动力”项目位于摩纳哥蒙特卡洛的项目控制中心,全体工作人员注视这架来自瑞士的巨大太阳能飞机起飞后,响起掌声一片。“阳光动力”2号正式开启人类历史上太阳能飞机的首次环球飞行。

“阳光动力”2号从阿布扎比起飞后,将向东飞行,途经阿拉伯海、印度、缅甸、中国、太平洋、美国、大西洋、南欧和北非,最后于今年7月返回阿布扎比。

“阳光动力”2号环球飞行路线图

按照此前公布的环球飞行路线图,“阳光动力”2号环球飞行总里程为3.5万公里,共停留12个城市,其中包括中国的重庆和南京。

从中国至美国,五天五夜横跨太平洋

在环球飞行计划中,最困难的航段无疑是从中国至美国横跨太平洋五天五夜的不间断飞行。这是对飞行器整体设计的全面检验,更是对飞行员体能和心理状况的严酷挑战。

在历时5个月的环球行程中,“阳光动力”2号实际在空中飞行的时间仅为25天。这架单座飞机将每隔数天降落一次,完成两名飞行员的互换。

“阳光动力”2号

升级版的“阳光动力”2号于2014年4月亮相,它完全依靠太阳能动力且能昼夜连续飞行。该飞机翼展72米,堪比波音747-800型客机的翼展,但重量仅有2.3吨,相当于一辆汽车。最大飞行高度可达8500米,最高时速140公里。其机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料。机翼上装有17248块超薄、高效太阳能电池板。

阳光动力2号与波音747对比

曾经的“阳光动力号”机身表面覆盖12000个太阳能电池阵列,展翼208英尺,四台10马力电动机。“阳光动力2号”是在1号的瞩目中诞生,众多大公司与学校参与了这个项目。飞机的翼展提升,核心部分太阳能电池阵列换装了全新的薄膜太阳能电池,能量转化效率22.7%,能为飞机提供65千万的峰值功率。

动力部分也有升级。在机翼下方的四个发动机吊舱中,安装了全新的四台无刷直流电机,动力提升至17.4马力,螺旋桨稳定转速提升到525转每分钟。为了满足昼夜飞行的需求,发动机吊舱中安装了633公斤重的的锂离子电池。但“阳光动力2号”的难题不在白天,还是在黑夜。经过飞机制造团队的全面优化,在24小时的周期内,飞机可以输出15千瓦的稳定功率。

与尺寸相比,这架太阳能飞机简直薄如蝉翼。得益于机身骨架使用的碳纤维蜂窝夹层材料,这种材料重量密度仅有25克每平方米,比纸还要轻3倍,但是强度完全满足飞机的机械要求。飞机表面使用的是柔性蒙皮,主要目标也是减重。

两飞行员加起来有120岁

“阳光动力”的高强度飞行对飞行员的体能和心理要求很高,而两名飞行员年龄加起来有一百二十岁。飞行员安德烈,今年63岁了。他在麻省理工获得硕士学位之后,在麦肯锡工作了5年,此后自己创业,是一名成功的工程师和企业家。

贝特朗·皮卡尔(左)与安德烈·博尔施伯格(右)
贝特朗·皮卡尔(右)与安德烈·博尔施伯格(左)

安德烈自幼就对飞行感兴趣,并在瑞士空军接受了飞行培训,成为了一名飞行员。他有8项太阳能飞机方面的国际航空协会(FAI)世界纪录,近年来更是全身心投入了阳光动力号项目。

另一名飞行员贝特朗·皮卡尔总是面带笑容,神采奕奕,从他的面庞和身材,根本看不出来他已经57岁了。而他的血液里,流淌着皮卡尔家族热爱冒险的基因。贝特朗毕业后成为一名精神科医师,但冒险才是贝特朗的主业。

在瑞士,皮卡尔家族家喻户晓。贝特朗的祖父奥古斯特与父亲雅克都是著名的发明家与热气球玩家。祖父奥古斯特搭乘自制热气球上升到15781米的高空,创下了人类首次到达平流层的壮举。《丁丁历险记》里的发明家卡尔库鲁斯教授,其原型就是奥古斯特。出生在这样的家庭,贝特朗自小就对飞行着迷。

贝特朗的祖父奥古斯特
贝特朗的父亲雅克
贝特朗·皮卡尔

“我搜寻飘散风中的灵感,不断尝试并追寻作为一个医生和普通人在地球上的美好生活。”贝特朗说。

挑战飞行员体能极限

此次飞行的难度不在于飞机性能,而是体能极限。

2009年美国《大众科学》上刊登了一则热气球不停站环球飞行的故事。“百年灵轨道飞行器3号”热气球从瑞士出发,历时19天21小时47分钟,飞行距离为45755公里。气球的两位驾驶员中,就有“阳光动力号”的联合创始人贝特朗·皮卡尔。当年的气球旅行举世瞩目,除了气球运动充满不确定性之外,两位驾驶员在吊舱中的极限生活也是挑战—毕竟空间狭小,食物与饮水都非常有限。

但和“阳光动力”2号的环球旅行相比,气球飞行至少还能睡个好觉。在“阳光动力”2号计划的环球旅行中,五昼夜的单次飞行中飞行员只能把座椅放倒简单休息,并且会有仪器监控飞机状态,如果遇到异常,会迅速把飞行员叫醒。要知道,与一般的飞机不同,这架极限轻量化的太阳能飞机动力有限,同时翼展极宽,机翼载荷又很小,这使得飞机非常容易受到气流影响,难以控制。同时,为了兼顾太阳能电池的充电,飞机起飞后并不是快速巡航高度,而是需要分阶段爬升至约9千米的高度,让太阳能电池达到最大功率状态充电,在后续的旅程中,飞机要按阶段下降高度,利用气流节省电力,维持夜晚的低空飞行。

困难的是,“阳光动力”2号的机舱并不密封加压,仅靠材料保温。在8千米高空零下40摄氏度的环境中,机舱的温度肯定会下降相当大的程度。在狭小的机舱中,吃饭喝水上厕所这样简单的事情都变得复杂起来。同时,飞行员既要克服空中飞行阶段的无聊境况,在需要休息时却又要长期保持专注。总的来说,这趟旅程对驾驶员的考验要大于飞行员。

“阳光动力”2号

太阳能清洁飞行历史

上世纪70年代,太阳能飞机就是单座小型飞机上安装太阳能电池,勉强能飞而已。1981年,“太阳挑战者”号太能能飞机飞越了英吉利海峡,创造了当时的记录。2001年,最著名的太阳能飞机“太阳神”号完成了无燃料飞行器飞行海拔高度的纪录,飞行高度29524米。“太阳神”拥有可以提供40千瓦峰值功率的太阳能电池组,配合普通电池与液氢电动机可以完成长达两周的不间断无人飞行。2015年3月,贝特朗·皮卡尔和安德烈·博尔施伯格将驾驶太阳能动力飞机“阳光动力”2号,连续五天日夜兼程,用时四到五个月穿越海洋陆地,完成人类史上首次环球太阳能环球飞行计划。

“阳光动力”2号的初代产品“阳光动力”号曾在2012与2013年进行长距离飞行测试,2012年完成了瑞士飞往西班牙1116千米的不停站纪录,2013年则完成了横跨美国的飞行测试。“阳光动力”2号使用了与前作大体相似的结构,但是在核心部件部分都有了大幅更新。



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讨厌~(^。^)y-~~人家被看99+次了

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