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“阳光动力”的环球之旅

2015-01-10摘编本刊编辑部

军事文摘 2015年10期
关键词:凡尔纳电池板机翼

◎摘编/本刊编辑部

“阳光动力”的环球之旅

◎摘编/本刊编辑部

导读:

世界最大的太阳能飞机“阳光动力2”号已于2015年3月9日从波斯湾的沙漠起航,踏上了它的环球飞行之旅。在后来的日子里,它将错开强劲的印度洋季风,飞越缅甸的神庙和中国的万里长城,然后横跨太平洋,穿越美国和大西洋,环绕地球一周后返回起点波斯湾。这次飞行意义何在?那要从凡尔纳的飞行之梦说起。

凡尔纳的飞行之梦

一支团队驾驶一架仅靠太阳能飞行的飞机进行环游世界之旅,既不需要燃料,也不制造污染—这听起来像是凡尔纳科幻小说中的情节。“阳光动力”号的创始人十分仰慕凡尔纳的前瞻精神,希望能够将科学与梦想放在人类探索的核心位置,于是开始了这场尖端科技的挑战。

使用清洁的可再生能源,日夜无歇地在高空飞行,要实现这样的梦想可没那么简单。历时12年的可行性研究、概念形成、设计和建造,在诸多工程师和技术人员、技术合作伙伴、顾问和供应商的努力下,“阳光动力2”号成为最具雄心壮志的一架太阳能飞机。

最具雄心的技术挑战

“阳光动力2”号专为挑战首次太阳能飞机环球飞行而建。作为一架革命性的飞机,它将完成一项史无前例的任务—在不使用任何燃油的情况下,跨越海洋,从一个洲飞到另一个洲,连续飞行5个昼夜。为此,“阳光动力2”号需采用全新的科学技术,同时还需大幅度降低能耗,应对很多技术挑战。

挑战1:能源供应—如何飞越海洋与大陆

太阳能电池板:“阳光动力2”号的机翼、机身和水平尾翼上安装了超过17000块太阳能电池板,每天可以产生340千瓦时的电量。为了实现空气动力性能最大化,“阳光动力2”号的机翼长度甚至超过了波音747,长达72米!

蓄电池:能源由“阳光动力2”号太阳能电池板收集后,将被储存在锂聚合物蓄电池中,电池的总重量仅占飞机总重的四分之一。

为了节约能量,飞机白天将攀升到8500米高空,夜间则会在1500米高度低空飞行。

挑战2:飞行距离—超过35000千米

发动机:“阳光动力2”号24小时的平均功率相当于一架小型摩托车发动机。

速度:“阳光动力2”号的速度与汽车基本一致。

挑战3:机身重量—轻如汽车

轻盈:工程师们发挥超凡技术,均衡降低整个结构的重量。飞机每增加1克重量,就要在别的地方相应减少1克,这样才能在飞机上安放足够的电池,并且营造一个可让飞行员生活一周的驾驶舱环境。最终,“阳光动力2”号的重量相当于一辆小型箱型货车,仅为2300千克!

坚固性:机身由复合材料构成。机翼上部表面覆以密封太阳能电池组成的隔层,下部表面为高强度柔性薄层。机翼内每隔50厘米设置了140根碳纤维肋条,从而形成符合空气动力学的隔面,同时也保证了机翼的坚固性。

飞行员的“享受”之旅

开着飞机进行环球旅行,这个想法一听就让人觉得十分奢侈,不过,飞行员在“阳光动力2”号上的居住环境可称不上“享受”二字。

由于飞行速度很慢,“阳光动力2”号飞越太平洋需要整整5天5夜的时间!别看这架飞机的机翼十分庞大,但机舱却仅有一个电话亭那么狭窄,只能容纳一名飞行员。在狭窄的机舱里度过漫长的飞行时间,对飞行员来说,这是一个巨大的挑战。当然,驾驶舱足以搭载充足的供氧、食物和生存设备,同时也能满足持续多日飞行的人体工学要求。尤其值得一提的是“穿”和“睡”两点。

功能强大的飞行服

“阳光动力2”号不仅机舱小,而且为了尽可能减轻重量,机舱里没有增压和空调设施,由于没有任何加热,座舱和飞行员将面临-40°~40°的极端温度。幸好,在驾驶舱高密度隔热层及飞行服的保护下,飞行员将能抵御周围的极寒和高温。其中,这种特制的飞行服采用了最新的材料,不仅具有隔离保温作用及电加热功能,还内置了特别的芯片,关键时刻会大显身手!

原来,飞行员困了难免打盹,为了防止睡过头,工程师设计了一种具有提醒功能的护目镜。飞行员戴上它不仅可以遮光,如果没有及时醒来也没关系,护目镜会发出耀眼的光芒刺激飞行员及时清醒。如果即使这样飞行员还在昏睡,那么飞行服里内置的芯片会频频振动,继续提醒飞行员醒来。当飞行员呼吸频率过低,或者飞机出现高度骤降等紧急情况时,芯片的提醒作用显得极为重要。怎么样,够神奇吧!

总之,作为迄今为止世界最大的太阳能飞机,“阳光动力2”号的环球之旅具有十分重要的意义,它的出现不仅促进了许多高新科技的发展进步,而且对清洁能源的推广也起到了很大作用。

氢氧波段下的玫瑰星云

玫瑰星云(Rosette Nebula)虽然不是宇宙中惟一与花产生联想的气体尘埃云,却是最著名的一个。位于麒麟座大分子云团边缘的这朵“花”,离我们约有5000光年的距离,其美丽对称的外观是由中心星团炽热的恒星风和辐射所“雕塑”而成的。

特别“萌”的荚状云

这朵在日落之前出现的荚状云(lenticular cloud)是不是看起来十分像某种未来太空船呢!作者原本计划拍摄罕见的火星与金星的近合,但在预料之外出现的荚状云却抢走了它们的风采。落日照亮了静止不动的云 ,形成了错综的暗影和明亮的日照区,实属罕见。

月光里的“爱与战争”

在上一张照片里金星与火星被抢了风头,而这一张里它们则是实实在在的主角。金星(Venus)是以罗马神话的爱神命名,而火星(Mars)则是以战神命名,二者难得一见的近合被定格在了这张照片中。

柔软的照明板

由韩国某公司研发的这款“柔软”的照明板将于今年投产,它采用最新研发的塑料材料制成,光效达到60流明/瓦,厚度仅为0.88毫米。照明板采用了聚合物基质制成,所以柔韧性和可弯曲度都获得了大幅度提升,适用于日常各种场所,每块售价约为680美元。

能变焦的隐形眼镜

世界范围内约有2.85亿人的视力遭受了不同程度的损害并需要佩戴眼镜。这个伸缩式隐形眼镜的放大倍数是2.8倍,且其舒适程度十分适宜长时间佩戴,由于眼球表面需要稳定的氧气供应,研发团队一直致力于提升镜片的透氧性。为了提高透氧性,他们在镜片上设计了许多直径约为0.1毫米的气孔,以便空气能够流动,达到镜片下层的角膜。

可折叠十万次的触摸显示屏

在日本的显示屏创新展上,一家实验室展出了一块1080P分辨率、8.7英寸的触摸显示屏。这款显示屏的特别之处在于可以折叠,屏幕中间的两个位置能够实现一定程度的弯曲,虽然不能像纸张一样随意弯曲,但这已经是显示器技术的一大突破。据研发人员介绍,这块显示屏看上去似乎很柔弱,但却能够承受十万次以上的重复折叠。

便宜又高效的太阳能壁纸

芬兰一家研究中心最近发布了一款美观、柔软、完全可回收的有机太阳能电池板,并且能够在电池板上印上各种图案。目前这种太阳能电池板已经能够进行量产。通过印上图案,电池板就能够以墙纸的形式,装配到任何合适的地方,来采集太阳能。这一设计如果能应用到生活中,将大大提升太阳能的利用,收集更多的能量。

用超声波洗衣服

新生代的清洗设备让我们从洗衣服这件麻烦的事情中解脱,这款名为“Dolfi”的产品被称为世界上最小的温和型洗涤设备,无论用户处于何时何地,只需一碗水、一些洗衣粉以及一个排水口,衣服就能被彻底洗净,这一切都依赖于超声波技术在家居产品中的广泛应用。

能打印照片的手机壳

法国一家公司最近推出了一款特别有创意的智能手机保护套,内置照片打印机,可以让我们的智能手机华丽变身为灵巧的拍立得相机。将手机壳套在手机上,使用蓝牙连通手机后,再通过配套应用,一分钟之内便可以随心所欲地打印出手机中的照片了!这是一项与生活结合得非常紧密的设计发明,同学们如果感兴趣,也可以自己尝试一下!

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