全球最大太阳能飞机首次环球飞行

http://www.youth.cn  2015-03-10 13:22:00  中国青年网

  

 

  

 

  3月9日,在阿联酋首都阿布扎比,皮卡尔(右)和博尔施伯格在“阳光动力”2号起飞前合影。

  

 

  3月9日,在阿联酋首都阿布扎比,工作人员做太阳能飞机起飞前的准备。新华社发

  全球最大太阳能飞机“阳光动力”(曾译作“太阳驱动”)2号于当地时间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,开始首次环球飞行。此次环球之旅的总航程将达到3.5万公里,预计用时5个月,降落12次,在我国停留重庆、南京两站。

  “阳光动力”项目发起人、瑞士探险家贝特朗·皮卡尔和安德烈·博尔施伯格表示,希望通过太阳能飞机的环球飞行来促进政府利用新技术取代旧的污染原料。

  从阿联酋一路向东

  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。

  据悉,飞机起飞时间比预期推迟了大约40分钟,因为工程师在起飞前要做最后一项电子设备的检查以确保安全。

  “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。之所以选择中东作为起飞点,是看中了当地的低云条件。

  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。

  按计划,“阳光动力”2号在结束中国之行后经夏威夷飞越太平洋,其横穿美国大陆的停留地点为凤凰城、若干中西部城市和纽约。

  在飞越大西洋后,“阳光动力”2号将选择在南欧或北非的某座城市停留,并于今年7月末或8月初返回起点阿布扎比。

  预计中下旬到达重庆

  据飞行团队介绍,中国的两个站点是他们根据天气、地理位置等条件选择的。之所以没有选择上海,是因为沿海城市早晨通常有雾,而太阳能飞机飞行需要阳光,有雾容易延误起飞时间。

  预计“阳光动力”2号3月中下旬到达重庆,停留约半个月后到南京,估计在南京停留几周时间,期间将会和市民群众开展各项互动活动。停靠期间,公众可以参观这架太阳能飞机。

  博尔施伯格表示,“阳光动力”2号在中国的停留时间是最长的,也是最重要的一站。

  飞行总监Raymond Clerc也说,“阳光动力”2号在中国停留意义重大,因为节能减排技术在中国市场有很大的发展潜力,所以“阳光动力”2号在中国停留期间会安排一系列丰富的传播活动。

  5天5夜不间断飞行

  “阳光动力”2号首次环球飞行将历时5个月,飞行时速为50至100公里。皮卡尔和博尔施伯格将轮流驾驶飞机。“阳光动力”2号是一架单座飞机,只能容纳一名飞行员,因此只有在降落地面停留时,两名驾驶员才能换班。

  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的不间断飞行。从南京飞往美国夏威夷的这段航段直线距离为8500公里,预计飞行时间将达5天5夜。由于机舱内仅可容纳一位飞行员,该飞行员将连续不间断飞行5天5夜。这是对飞机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。

  为了满足昼夜飞行的需求,发动机吊舱中安装了633公斤重的锂离子电池。这样,太阳能电池板所产生的电量,除了供飞机日间飞行外,还可以实现夜间飞行。有了能量储备,飞机也不用担心碰到阴雨天气。

  飞行员专门练习睡觉

  白天,“阳光动力”2号“汲取”太阳能并转化为电能,攀升至10000米高空飞行; 到了晚上,它将逐渐下降到3000米的高度,依靠储存在电池里的多余电能继续飞行。由于飞机没有减压舱,温度落差极大,白天气温最高可达30℃,而到了晚上又可能会降至-30℃。因此,飞行员将穿着指尖和脚尖有保暖设备的特殊服装,以适应温度变化。

  “阳光动力”2号的机舱大约为3.8立方米,飞行员在休息时可以将座椅放平。座椅下面设有马桶装置,解决了飞行员上厕所的问题。机上设有通话、网络等设备,可随时与地面联络。

  “阳光动力”2号可以在无人控制的情况下飞行20分钟,为此,两位飞行员专门进行了睡眠训练。“需要把每天晚上睡8个小时的习惯,改变成一天睡10次,每次睡20分钟。”

  推广节能减排新技术

  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。飞行员还将与降落地区的官方机构、学校等举行有关环保和可持续发展的一系列宣传推广活动。

  谈及驾驶“阳光动力”2号环球飞行,皮卡尔说:“我的梦想是,通过这次环球飞行,让数百万人意识到自己可以减少能源消耗……这样的飞行的确能为建立一个更美好的世界做出重要贡献。”

  皮卡尔和博尔施伯格表示,希望通过太阳能飞机的环球飞行来促进政府利用新技术取代旧的污染原料。“想象一下,一个不需要化石燃料就可以不间断飞行的飞机必将对人类的生活带来巨大改变,一旦应用于日常生活之中,这种技术可以在保护环境的同时提供更多的工作岗位并创造利润。”

  “阳光动力”项目在其官方中文网站上说,“阳光动力”关心的不只是能源问题,“我们还希望以此鼓励每个人,无论是在个人生活中,还是在我们思考和处事的方式上,都能努力成为一名开拓者”。

  实际意义

  飞机上很多新技术可推广

  “阳光动力”2号不仅代表着冒险、环保和创新,其背后还有巨大的商业空间,为众多环保新技术的应用提供了一个试验平台。

  博尔施伯格表示,他们为“阳光动力”项目筹集了1.6亿瑞士法郎的资金,并组建了超90人的工程师团队来设计和制造飞机。此外,该项目还吸引了100多位外部专家以及80家全球顶尖公司的参与,这些公司来自航空、化工、电力、机械、制表等各行各业。

  “阳光动力”项目商业推广主管格里高利表示,这些公司将最先进的技术用在“阳光动力”2号上,希望借助这个平台来推广技术。从这个意义上讲,“阳光动力”2号就像是飞机领域中的一级方程式。

  瑞士电力和自动化技术公司ABB的集团高级副总监Maxine Ghavi介绍说,“阳光动力”2号的很多节能减排技术将来是可以更加广泛地运用的,包括能源转换、能源储存以及其它增强能源效率的技术。

  洛桑联邦理工学院战略项目负责人帕斯卡介绍,飞机上应用的绝缘膜就是一个最好的例子,这种绝缘膜能为电池和飞行员保温,这些技术已经运用在一些冰箱和冷冻产品上了。此外,“阳光动力”2号所使用的人机互动技术,将来有希望用于盲人导航,疲劳度监测技术可用于提高司机驾驶安全。

  新闻人物

  驾驶员是清洁能源支持者

  贝特朗·皮卡尔和安德烈·博尔施伯格能对“阳光动力”项目一拍即合,缘于他们对清洁能源的热爱。

  皮卡尔来自瑞士家喻户晓的探险世家。他的祖父奥古斯特曾乘热气球到达过16201米高空,父亲雅克曾搭乘自己参与设计的潜水艇抵达马里亚纳海沟10916米处。而他自己曾于1999年搭乘热气球,完成了为期三周的环球旅行,创造了人类航空史记录。皮卡尔说,驾驶热气球升空时,他携带了4吨燃料,但旅程结束时只剩下40公斤。“当时,我最担心的问题就是热气球的燃料耗尽,所以我向自己承诺:下一次,我要不使用一滴燃料。”

  于是,皮卡尔想到了驾驶太阳能飞机。在向瑞士洛桑联邦理工学院咨询技术可行性时,皮卡尔结识了博尔施伯格。“我一生有两个爱好:飞行和创新。”博尔施伯格既是一名企业家,也是一名飞行员,曾为瑞士空军服役25年。

  保障

  “随队医生”多达80人 特制食物不惧温差

  “阳光动力”2号有一个80名技师、工程师和通讯人员组成的团队,相当于“随队医生”。“阳光动力”2号涉及到很多新型的复合材料,每到一站都要对这些材料进行检查,材料是不是有裂纹了,蒙皮是不是坏了,电机、电池容量是不是还正常等都要进行检查。

  赞助公司给飞行员设计了特殊的食物,能够经历温度骤变而依旧保鲜。博尔施伯格说:“普通的食物在经历零下20摄氏度到零上30摄氏度的环境变化之后,很快便无法食用。因此,我们和一家瑞士公司合作,研制了一些能够在不同温度下食用的食物。这些食物既可以加热食用,也可以常温或低温食用。”特制食物不仅能保证营养充足,在食用后还会发生化学反应,给飞行员提供热量。

  链接

  日本成功进行微波无线输电实验

  日本宇宙航空研究开发机构8日成功进行了微波无线输电实验,输电距离达55米。微波无线输电是“太空太阳能发电”不可或缺的技术,这一成果使太空太阳能发电研究又前进了一步。

  研究小组当天在兵库县实施了室外无线输电实验。由于强大的微波可能对人体和环境产生不良影响,因此对微波发射的精度要求极高。经过精确调整,研究者最终完成了从输电装置向55米外天线进行微波无线输电,接收装置则将这种“无线电”转换为直流电。

  研究小组认为,能够控制微波是实现安全无损输电所需的重要技术,能够通过实验确认是重要进展。

  据日本宇宙航空研究开发机构估算,如果使用直径两三千米的巨大太阳能电池板进行太空发电,将能达到一台常用的百万千瓦装机容量的核电机组发电水平。

  太空太阳能发电是指太阳能电池板在太空发电,再将产生的电能以微波形式传回地面。其优点是不受昼夜和天气条件影响。不过,要想实现这一目标,还面临诸多技术突破和成本控制课题。(本报综合报道)

  背景资料

  “阳光动力”2号

  最初设计研制的“阳光动力”号飞机于2010年4月7日首飞,此后陆续实现昼夜飞行、跨国飞行和洲际飞行,在飞行时长、飞行高度以及飞行距离等方面共创造了8项国际航空记录。

  2014年4月,升级版的 “阳光动力”2号亮相,它完全依靠太阳能动力且能昼夜连续飞行,是目前全球体积最大的太阳能飞机。该飞机翼展72米,堪比波音747-800型客机的翼展;重量仅有2.3吨,仅相当于一辆家用汽车;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,机身使用的碳纤维蜂窝夹层材料每立方米仅重25克,密度是纸张的1/3,强度却达到飞行要求。机翼上装有17248块超薄、高效太阳能电池板,这些电池板每块仅厚135微米,相当于人类的一根头发丝。在白天飞行时,该飞机还能将多余的太阳能电力储备到高性能蓄电池中供夜间飞行,实现不用一滴燃油昼夜飞行。

  受当地沙尘、强风等不利天气因素影响,“阳光动力”2号飞机原定于3月1日的起飞最终被推迟至9日实施。为了此次飞行,“阳光动力”2号项目组做了大量准备工组。“阳光动力”2号飞行员、联合创始人博尔施伯格表示,这款太阳能飞机的可行性研究、设计和制造历时12年。他说:“它虽不是世界上第一架太阳能飞机,但却是第一架能够进行跨洋和跨大陆飞行的太阳能飞机。”

编辑:刘鹏霄 来源:北京日报

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