2015年3月31日凌晨1时35分,万众瞩目的世界最大、最先进的太阳能飞机——阳光动力2号(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) 在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,3月9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号之所以能翱翔天空,背后是一系列高科技新材料的支持。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747的1/80,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。
“大” : 阳光动力2号展翼长达72米,比波音747-8还长6米,犹如一只展翅翱翔的雄鹰,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马力的发动机提供动力,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
“衣”: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到-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。
“食”:赞助公司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。
“休”: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。
“行”: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,而是希望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,我们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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