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太阳能飞机可昼夜连飞 2012年有望从中国起航
http://2010.qq.com  2010年03月30日15:12   第一财经日报    我要评论(0)

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2010年上海世博会将迎来一位“天外来客”——全球首架昼夜飞行的无燃料太阳能飞机。

这架名为“阳光动力”(Solar Impulse)的样机HB-SIA由一批热心环保事业的瑞士科学家、工程师和探险家倾力打造而成,共耗资7000万欧元,它已彻底摆脱对石油燃料的依赖,仅凭日光便可昼夜连续飞行。

今年春季,“阳光动力”在瑞士成功进行首次试飞,它将于六七月间接受36小时连飞测试,届时上海世博会将对这一盛况进行全球直播;与此同时,相关的文字图片和三维模型也会在中国馆、瑞士馆和比利时—欧盟馆中展出。在三月中旬的北京新闻发布会上,项目负责人表示,他们希望中国能够成为“阳光动力”2012年环球之旅的起点。

全球首架零能耗太阳能飞机

从外形上看,“阳光动力”并无任何出奇之处,实际上却凝聚了无数最新科技成果:机身由超轻碳纤维复合材料制成,翼展长达63.4米,与“大块头”波音747-400相当,即使包括飞行员在内,其重量亦不超过1600公斤,相当于一辆普通家用汽车,约为空客A380飞机的1/200。据相关负责人孟飞介绍,只需两个成年人便可抬起“阳光动力”的骨架,这样又大又轻的飞机是人们之前完全无法想象的。

此外,铺排在机翼上的11628块太阳能板将为4台发动机提供充足的动力,它们均是由宇航专用电池改装而成,其光电转换率可达22%;每块电池板都拥有一个数量超过200只的电池集群,只要有一只电池罢工,整块电池板就会变为废铁。因此,研究人员对每一个零件都进行了反复测试和优化。

白天,“阳光动力”可以上升到9000米的高空,以平均每小时70公里的速度进行巡航,同时将多余的太阳能电力储存到高性能蓄电池中。到了晚上,重达400公斤的聚合锂电池将白天的太阳能转换成电能,可供飞机夜间持续飞行8小时。由于碳纤维复合材料具备耐热性高的优点,飞行员可将白日高度保持在8500到9000米之间,从而达到最佳的空气动力学效率和太阳能利用率;随着傍晚空气变得越来越稀薄,飞行高度逐渐降至1500米左右;日出之后,飞机才重新回到高空进行“充电”。

尽管如此,夜间飞行依然充满了未知的风险。每平方米太阳能板实际提供的能量仅为30W,相当于一只灯泡所需的电力。“阳光动力”拥有200平方米太阳能板,好比是一棵挂着200只灯泡的圣诞树,其总能量相当于一辆Vespa踏板车。

为了提高安全系数,项目小组为飞行员提供了一系列高科技装备。例如后者专用的智能马甲不仅具备防寒功能,而且与导航设备相连。一旦飞机与预定航向偏离5度以上,马甲便会发出强力脉冲以唤醒沉睡中的飞行员。因此后者可以随时进入深度睡眠,而不必担心安全问题。此外,电池组表面的保温层可以阻止热量散失,从而确保蓄电装置在8500米高空、零下40摄氏度的恶劣环境中维持正常运行。

瑞士首飞成功收尾

3月19日,“阳光动力”在瑞士的一条跑道上进行了首次机场环飞,以9.26公里/小时的速度滑行了至少2000米。不过,这个小心翼翼的尝试只是一次“跳蚤的蹦跶”(flea hop)罢了。目前“阳光动力”已被运往瑞士西部的巴亚尼(Payerne)空军基地,它将于四月间进行首次高海拔及夜间飞行测试,届时巴亚尼空军基地的交通密度以及广阔平原将为试飞提供“理想环境”。

“阳光动力”公司总裁安德烈·波希伯格(André Borschberg )认为,只有飞得更高更远,才能引起足够的社会反响。根据计划,“阳光动力”将于4月抵达8500米的高空——这是单人驾驶飞机在不具备加压舱的情况下所达到的最大高度。6月26日,样机HB-SIA将在瑞士苏黎世附近的机场正式揭幕,随后便是备受期待的36小时昼夜持续飞行测试。根据测试结果,设计师将推出第二代太阳能飞机HB-SIB,它不仅体积更为庞大,而且拥有一个加压舱以及更先进的航空电子设备。

“假如无燃料飞行能够成为现实,那么零消耗的汽车、加热系统、空调和计算机也不再是痴人说梦。”波希伯格在接受当地媒体采访时如是说。然而项目创始人皮卡德的雄心并不仅限于此,在2009年世界未来能源峰会上,他宣称自己的终极目标是实现“永动飞行”,借助于可再生能源突破时间、空间和能耗的极限。

在接受一系列测试之后,“阳光动力”将在大西洋上空“小试牛刀”。假如零能耗越洋飞行得以顺利进行,那么HB-SIB将于2012年踏上备受期待的环球之旅。根据计划,它将以70公里/小时的均速在20~25天内经过中国、欧洲、美国等地上空。届时,驾驶舱内有望增加一个座位。这样一来,两名飞行员便可轮流工作,无需中途停下休息。不过,太阳能飞机究竟能否载客,目前仍是未知。

“阳光动力”有望在中国起航

在三月中旬的北京新闻发布会上,“阳光动力”项目负责人孟飞表示,他们希望将中国作为“阳光动力”2012年环球之旅的起点,上海、北京等城市均在候选之列。

分析家曾预测皮卡德将选择与当年气球飞行相同的路线:从阿拉伯联合酋长国到中国,经过夏威夷、南美再到南欧,最后返回阿联酋。不过,后者非常“与时俱进”地选择了即将成为世界焦点的中国作为旅行起点,并就机场设施的改造问题与中国有关部门进行沟通。

不仅如此,“阳光动力”还将成为今年上海世博会的一大亮点。届时,航天发烧友有望与HB-SIA提前进行第一次亲密接触。孟飞透露,相关的图片、文字和模型将在瑞士馆、比利时—欧盟馆和中国馆等场馆展出,其中16米长的机翼实物、1:4的飞机模型尤其令人瞩目。参观者不仅可在世博场馆中观赏昼夜飞行测试的全球直播,还能通过视频与项目创始人皮卡德进行直接对话,后者表示自己无意创造世界纪录,而是希望借此机会大力推广太阳能动力技术,为环境保护和可持续发展贡献一臂之力。

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“阳光动力”之父

“阳光动力”的问世首先应当归功于瑞士科学家、探险家、精神学家兼医生伯特兰·皮卡德(Bertrand Piccard)。现年51岁的皮卡德出生于探险世家,16岁时便成为当时屈指可数的超轻飞机驾驶员之一,也曾创下乘坐热气球持续飞行的世界纪录。正是热气球在埃及沙漠中的戏剧性迫降催生了“阳关动力”的设想。皮卡德立誓进行一次零能耗的环球飞行,并将相关技术推广到日常生活中,旨在向人们证明用可再生能源彻底取代石化燃料的可行性。

[责任编辑:shinessli]

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