世界經(jīng)典太陽能飛機(jī)揭秘(組圖)　

按照設(shè)想，“太陽脈動號”太陽能飛機(jī)將由碳纖維制成，外形如同一只巨大的蚊子，表面覆蓋有240平方米的太陽能光電板。

　　飛行自古以來都是人類的夢想，而各種各樣的飛行器就是實(shí)現(xiàn)人類夢想的翅膀。瑞士探險(xiǎn)家計(jì)劃在2011年挑戰(zhàn)太陽能飛機(jī)環(huán)球載人飛行的構(gòu)想，并于5月22日正式展開了網(wǎng)上模擬試驗(yàn)。航空技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)使人們驚覺：利用取之不竭的陽光實(shí)現(xiàn)永久飛行，正跳出科幻的意味，變得越來越真實(shí)可及，正如英國皇家航空俱樂部的巴里·羅爾夫所說:“誰知道將來還有什么會成為可能呢？”

　　瑞士科研人員5月22日開始對太陽能飛機(jī)環(huán)球飛行計(jì)劃展開網(wǎng)上實(shí)景模擬試驗(yàn)，為一年后開始的首架樣機(jī)試飛和最終環(huán)球載人飛行作準(zhǔn)備。第一架樣機(jī)目前正在瑞士制造和組裝，環(huán)球飛行預(yù)計(jì)在2011年上演，一旦實(shí)現(xiàn)，這將是太陽能飛機(jī)歷史上首次載人作晝夜、長距離飛行。

　　整夜航行是最大挑戰(zhàn)

　　早在2003年，瑞士探險(xiǎn)家貝特朗·皮卡爾就提出了太陽能飛機(jī)環(huán)球飛行構(gòu)想，計(jì)劃駕駛太陽能飛機(jī)，經(jīng)過5次起降實(shí)現(xiàn)環(huán)球晝夜飛行，這一計(jì)劃被命名為“太陽脈動”，最終的目標(biāo)是用太陽能飛機(jī)實(shí)現(xiàn)永久飛行。

　　太陽能飛機(jī)驚人的續(xù)航力來自取之不竭的陽光。從理論上說，只要能追上地球自轉(zhuǎn)的速度，使自己永遠(yuǎn)暴露在陽光照耀下，太陽能飛機(jī)就能永久飛下去，持續(xù)時間取決于部件的壽命極限。但實(shí)際上，飛機(jī)要跟上地球的腳步，需要以接近兩倍音速飛行，這只有在已經(jīng)退役的“協(xié)和”超音速客機(jī)上才能體驗(yàn)到，因此現(xiàn)實(shí)的永久飛行之道還必須面對黑夜的挑戰(zhàn)。

　　“太陽脈動”計(jì)劃面臨的最大挑戰(zhàn)正是徹夜飛行，因?yàn)橐归g無法采集陽光，飛機(jī)只能依靠電池白天儲蓄的有限能量。 皮卡爾承認(rèn):“我們最大的問題是能否在白天儲存足夠的太陽能，保證夜晚飛行。”不過他認(rèn)為，只要蓄電池的能量密度和重復(fù)充電能力、太陽能電池板的能量轉(zhuǎn)換效率以及電動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性達(dá)到足夠水平，太陽能飛機(jī)在空中數(shù)周數(shù)月地飛行下去，并不是一個遙不可及的目標(biāo)。

　　網(wǎng)上模擬飛遍全球

　　皮卡爾的研究小組共有60名科研人員，研究機(jī)構(gòu)設(shè)在瑞士，他們的研究得到了法國達(dá)索特航空和歐洲宇航局的大力支持，整個項(xiàng)目投資7000萬歐元。

　　由于世界上還沒有駕駛太陽能飛機(jī)嘗試晝夜連續(xù)飛行的先例， 因此在實(shí)際飛行前，皮卡爾和他的研究小組要完成充分的數(shù)據(jù)模擬以保證飛行安全。22日的網(wǎng)上模擬將充分考慮“太陽脈動號”可能遇到的各種實(shí)際情況。飛機(jī)將在白天攀升到高空，在夜間降低飛行高度，以節(jié)省能源，但具體飛行高度需要模擬確定。此外，模擬還要考慮惡劣天氣，以及如何避開云層、如何最大限度獲取陽光等問題。參與飛行計(jì)劃的氣象學(xué)家盧卡·特魯曼斯說：“我生來第一次希望天天都艷陽高照。”

　　駕駛艙僅能容一人

　　目前，研究小組正在趕制“太陽脈動”的第一架樣機(jī)，他們所采用的超輕材料、太陽能電池、能量管理系統(tǒng)、駕駛員健康檢測系統(tǒng)等都代表著最新的技術(shù)水平。按照設(shè)想，“太陽脈動號”飛機(jī)將由碳纖維制成，外形就像一只巨大的蚊子，表面覆蓋有240平方米的太陽能光電板，裝有一組400公斤的鋰電池，通過4臺電動機(jī)驅(qū)動直徑數(shù)米的螺旋槳緩慢旋轉(zhuǎn)，能在10000米以上高度以70公里/小時的速度巡航飛行。

　　太陽能光電板會將陽光轉(zhuǎn)化為電能，儲存到高技術(shù)超薄鋰電池，帶動機(jī)翼上4個電動螺旋槳發(fā)動機(jī)，為飛機(jī)提供動力。在這樣的飛行中，“太陽脈動號”從太陽得到的平均功率只與萊特兄弟1903年的飛機(jī)功率相當(dāng)，這要求鋰電池每公斤的能量密度必須接近200瓦/小時。

　　超薄和柔性的太陽能鋰電池要承受變形、振動、-60℃~+80℃的溫度變化，還有強(qiáng)紫外線照射。制造寬達(dá)80米的超輕細(xì)長機(jī)翼也是前所未有的技術(shù)考驗(yàn)，在12000米以上高空駕駛，駕駛艙還需要增壓、保溫和除濕。另外，為節(jié)省能源減輕重量，駕駛艙設(shè)計(jì)很小，只能容下一個飛行員。飛機(jī)的起飛將完全自動完成，白天它將逐漸升高，夜晚則緩慢滑翔下降，以節(jié)省寶貴的能量，飛機(jī)底部也將安裝太陽能光電板，接受反射的陽光。

　　“太陽脈動”是一個復(fù)雜的工程，科研人員決定分階段實(shí)施，進(jìn)行充分試驗(yàn)和準(zhǔn)備，從而降低風(fēng)險(xiǎn)。 在能源消耗方面，飛機(jī)一直是最昂貴的交通手段，溫室氣體排放占全球3%以上。而太陽能飛機(jī)堪稱最純凈的綠色飛行方式。皮卡爾預(yù)計(jì)，“太陽脈動號”太陽能飛機(jī)飛行計(jì)劃代價高昂，需要9400萬美元投資，目前沒有商業(yè)化前景，但科學(xué)家們更看重的是宣傳無污染飛行，皮卡爾希望這架飛機(jī)能引起人們對可持續(xù)發(fā)展技術(shù)更多的討論。