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最大太陽能飛機“陽光動力”2號到底什么樣

作者:    瀏覽:631    發布時間:2015-3-26 10:34:46

冠亚和值计算工具 貝特朗·皮卡爾

新聞背景

  未來兩三天,人類首次嘗試動力環球飛行的 “”2號飛機將開始它的第六段飛行,并抵達重慶江北機場。預計它將在中國度過三周左右時間。

  北京時間3月9日11時12分,“”2號從阿聯酋首都阿布扎比起飛,展開了它未來5個月的環球飛行,并吸引了全世界的目光。

  塊頭很龐大 動作很遲緩

冠亚和值计算工具   “”2號翼展達到72米,比波音747-8型的翼展還要寬3.5米;機長22.4米,接近一個籃球場的長度;機高6.37米,相當于三層樓;而重量僅有2.3噸,跟一輛寶馬760Li的重量相差無幾。

  跟它巨大的尺寸相比,“”2號的飛行性能數據可能會讓你有種回到萊特兄弟時代的感覺。它的起飛速度只有35千米/小時,比博爾特奔跑的速度還要慢。巡航速度90千米/小時,不過140千米/小時,絕對是遵紀守法好司機的駕駛記錄水平。

  然而,“”2號又是一架集合了當今材料、電子、結構、人機工程學最頂尖技術于一體的大號玩具。它的機翼、機身和水平尾翼上共貼敷了17248片135微米厚的薄膜,雖然23%的光電效率并不是世界上最高的,卻是平衡了能效、強度和重量后的最優選擇。

冠亚和值计算工具   這些電池可以產生最大70千瓦的功率,這些電力可以輸出給四臺單臺功率13.5千瓦的電動機,帶動四扇4米直徑的雙葉螺旋槳,給飛機提供動力。整個推進系統的電力—動力轉換效率高達94%。陽光充足時多余的電力還會向四個發動機吊艙中的鋰聚合物電池組充電。這四組電池總重633千克,能量密度達到了260瓦時/千克,目前市面上電動汽車的電池能量密度水平還徘徊在200瓦時/千克。這些電池可以讓“”2號熬過漫長的黑夜,迎來新一天的陽光。

  由于要用盡可能少的能源飛更遠的距離,整架飛機的空氣動力學布局采取了有著超高升阻比的滑翔機外形。細長的機翼給結構和材料提出了嚴苛的要求。最終,機翼里布置了140根肋條,外表的蒙皮則采用了一種全新開發的樹脂薄膜材料,厚度僅有17微米。除了機翼肋骨,機身的大部分骨架和硬質外殼也都采用了碳纖維材料,某些碳纖維板材每平方米的重量僅有25克,是普通打印紙的三分之一。

  飛行員吃喝拉撒睡都在座椅上

  與目前大多數動力飛行器不一樣,“”2號和它的前輩“”1號都是有人駕駛的,駕駛艙可以容納一人。尤其是本次用于環球飛行的2號機,由于必須接受跨洋飛行的挑戰,飛行員將在駕駛艙中待相當長的時間。按照計劃,這次最具挑戰性的航段將是從南京直接飛抵夏威夷的那一段,預計飛行員會在3.8立方米的狹小機艙中持續工作5天左右。

  為了減重,駕駛艙并未像民航飛機那樣配備了增壓和空調系統,所以當飛機達到8000米最大巡航高度的時候,艙內的環境會變得相當不舒適。還好有了超強絕熱材料和特殊的飛行服保護,感受到的不會是從零上40℃到零下40℃的冰火兩重天。每天的供給將是2.4千克食物、2.5升水和1升運動飲料。

  這五天五夜里,飛行員的吃喝拉撒睡將都會在飛行座椅上完成。冠亚和值计算工具不但集成了廁所,下面還有降落傘和救生筏以供不時之需。每隔幾小時,飛行員將會被允許打一個十幾分鐘的盹。還好,座椅會有充氣墊讓飛行員完全展開雙腿。民航飛行員借助自動駕駛儀可以放心地在飛行過程中休息,但是“”2號這樣的飛機太大、太輕,用術語說就是翼載太低,于是對氣流特別敏感,一不小心就會失控。所以即便有特別開發的自動駕駛儀和地面控制中心的實時監控,飛行員還是會在飛機姿態變化超過5°的時候被裝在手腕上的振動器喚醒。

冠亚和值计算工具   為了監控飛行員的身體狀況,火柴盒大小的遠程心電監測設備,可以讓地面的醫學專家隨時獲得基本的參數。負責開發這套系統的公司也正在試圖將其裝配在汽車上,以防止疲勞駕駛。

  延伸閱讀

  誰開發了“”號?

  “”是由瑞士精神病學醫生、探險家貝特朗·皮卡爾發起,聯合企業家、前瑞士空軍冠亚和值计算工具安德烈·波許博格于2003年11月共同組建的,目前整個團隊約有100名成員,公司總部位于瑞士洛桑。他們的合作伙伴包括瑞士的歐米茄、迅達、ABB、雀巢,比利時索爾維、法國亞訊和德國拜耳這樣的行業巨頭。

  2009年,他們造出了“”1號,并于當年6月實現首飛。2010年7月8日,“”1號在波許博格的駕駛下首次完成26小時不著陸飛行,這也是人類首次實現載人跨夜飛行。1號機的24小時平均功率只有區區6千瓦,勉強達到了萊特兄弟的“飛行者”1號的動力水平。

冠亚和值计算工具   此后的幾年,團隊一邊對1號機進行廣泛的測試和宣傳,比如在美國進行了橫跨美洲大陸的飛行活動,一邊根據試飛的反饋設計研發2號機。2014年6月2日,在經過原型機靜力試驗受挫被迫更改設計的延期后,2號機首飛。

  皮卡爾家族在科學探險界是當之無愧的豪門。這個家族的成員曾在世界上最早搭乘熱氣球到達平流層,也曾在世界上最早到達最深的馬里亞納海溝溝底,可謂上天入地無所不能。筆者曾采訪貝特朗·皮卡爾先生并向他拋出了這樣的問題:“”3號已經在你們的繪圖板上了嗎?比如未來會不會有一架雙座的,可以不著陸環球飛行的?

  他的回答是:

  說yes太瘋狂,說No太愚蠢。因為造那么一架飛機所需的科技還不存在,萊特兄弟第一次飛起來的時候可不敢說飛機就會變成怎樣怎樣的。(作者為科學松鼠會成員)