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阳光动力2号——不耗一滴油完成全球飞行揭秘

发布时间:2015-09-06

  杜付明 

   

    2015331日凌晨135分,万众瞩目的世界最大、最先进的太阳能飞机——阳光动力2(Solar Impulse 2)终于飞抵重庆,开启了其环球飞行的中国之旅。阳光动力2号是伯特兰·皮卡德(Bertrand Piccard)和安德烈·波尔施博格(André Borschberg) 5年前第一代阳光动力号的基础上升级后制造的第二款太阳能飞机。他们交替驾驶飞机,39日从阿联酋首都阿布扎比起飞,创新突破不耗一滴油,仅凭太阳能提供动力,计划连续五天日夜兼程,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飞行 

  阳光动力2号之所以能遨游天空,背后是一系列高科技新材料的支撑。在二代动力号的研发中集结了位于比利时、德国、意大利、巴西和美国的顶尖研发团队,为阳光动力2号的25个相关应用贡献了近6000个零部件。阳光动力2号普通飞机有何不同之处,如何能做到不耗一滴燃油,仅仅依靠太阳能完成全球飞行?飞行员又如何在狭小的驾驶舱度过长达5昼夜的飞行极限挑战? 

  No.1 飞机结构揭秘 

  “轻”:在飞行器中,阳光动力2号绝对算得上“轻量级”选手。它的重量仅2.3吨,仅为一架波音7471/80,相当于一辆小型吉普车。其中的秘密包括各种超轻材料的使用:机身骨架采用极轻的碳纤维蜂窝夹层材料,其密度仅有25克每平方米,比纸还要轻3倍,其强度却达到飞行要求;飞机表面使用柔性蒙皮;另外航空业首次使用塑料气缸取代传统的金属气缸。 

   阳光动力2号展翼长达72米,比波音747-8还长6米,犹如一只展翅遨游的雄鹰,庞大的机翼能够提供足够的升力。 

  “小”:阳光动力2号机身并不长,驾驶舱只有3.8平方米,仅能容纳一人,因此飞机为单人驾驶。 

  No.2 动力电池揭秘 

  白天超薄太阳能电池飞机两翼上共装有1.7万多片,每块仅厚135微米,相当于人类的一个头发丝。其能量转化效率达22.7%,白天能为飞机提供65千瓦的峰值功率,为四台17.4马力的提供动力,同时为锂离子电池充电。 

  黑夜锂离子电池发动机吊舱中安装了633 kg(公斤)重的锂离子电池,其能量密度提高到260 Wh/kg,比市面上的高出60 Wh/kg,在24小时的周期内,可以输出15千瓦的稳定功率,克服夜间飞行难题。 

  No.3 飞行员工作环境揭秘 

   为了减轻重量,飞机并没有安装加热和减压设备,两名飞行员为了克服从30oC-30oC的昼夜温差变化,飞行员身穿高科技保温飞行服,同时经过了特别训练。 

  赞助企业给飞行员设计了特制食物,不仅能保证营养充足,该食物能够在不同温度下保持新鲜并食用,在食用后还会发生化学反应,给飞行员提供热量。 

  飞机从南京跨越太平洋的飞行途中,飞行员必须单独完成连续五昼夜的飞行,考验其心理极限。飞行过程中每隔4小时飞行员才能将躺在特殊座椅上休息20分钟,期间飞机将借助科技设备由地面系统辅助驾驶,处于无人驾驶状态。 

  狭小的驾驶舱除去驾驶台和驾驶员座椅外,几乎没有供飞行员活动的空间,飞行员在空中的如厕、活动都会受到限制,如厕设备就放在驾驶员座椅下,飞行员内急时可就地解决。 

  阳光动力2号飞行的意义 

  既然环球飞行如此艰难,冒险之旅是为什么而飞呢?飞行员皮卡德说:“阳光动力2号的意义不是制造多少架商业飞机,而是希翼通过环球飞行向世人展示创新和环保理念波尔施博格也表示:“这次环球飞行时为向世人传递一个 信息,让更多的人看到清洁能源的潜力   

  我以为第一个敢于吃螃蟹的人一定会名留青史,纵观历史,科学的突破往往需要创新和冒险精神。同时科技的力量是无穷的,大家相信未来的世界一定是新科技、新能源和新材料广泛应用的世界 

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