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“阳光动力2号” 开启环球之旅

2015-08-12

少年科学 2015年1期
关键词:卡德探险家驾驶舱

有一架飞机完全靠太阳能驱动就能在云海中翱翔,这就是2014年6月2日在瑞士帕耶讷首飞成功的“阳光动力2号”。2015年,它将尝试首次不用一滴燃料环绕地球飞行,届时也将飞临中国的天空。让我们翘首以盼吧!

“双子星”团队

一个好的科技发明和创意离不开优秀的设计者,“阳光动力2号”的设计理念来自瑞士探险家皮卡德和工程师博尔施伯格。探险家和工程师的特殊搭配,让他们成了完美的“双子星”组合。

设计出一架完全由太阳能来驱动的飞机,到底是谁、又是如何想出来的呢?

1999年,探险家皮卡德乘坐一个热气球进行环球之旅,他在空中连续飞行了20天。当时,他坐在热气球中望着天空就在想,能不能设计出一款不需要燃料也能翱翔于蓝天的飞机呢?

产生这个设想后,皮卡德遇见了能为他提供技术支持的工程师博尔施伯格。于是,他们两人组建了80多人的技术团队,花费了近12年的时间,最终完成了这个看似天方夜谭的任务。

在浩瀚的天际中,“阳光动力2号”单靠太阳能作驱动力,是如何自如地飞翔于空中的呢?原来,在72米长的机翼上面,一共安装了1.7万块超薄且高效能的太阳能电池。数量如此多的太阳能电池主要在飞机的运行过程中为4个发动机提供源源不断的动力,而飞机飞到高高的云层之上,就可获得更多的太阳能。

此外,为了储备一定的太阳能来供飞机在夜间飞行,机上载有重达633千克的锂电池—约为飞机总重量的1/4。为了降低飞机的重量,整个机身采用碳纤维制成。碳纤维制成的机身重量仅为2300千克,相当于一辆小轿车的重量。

“阳光动力2号”能进行昼夜飞行。它将在日出时出发,高度逐渐上升。上升过程中,阳光一直在对锂电池充电。飞机最终能够攀升到8000多米的高空。此时,锂电池已经充满,夜晚也即将来临。日落后,飞行高度和蓄电量都达到峰值的飞机开始使用锂电池中的电量提供飞行动力,同时高度开始下降至1500米,以减少能耗。

穿上“保暖衣”

对驾驶舱进行隔温是一个巨大的挑战:驾驶舱内夜晚会变得冰冷,达到-20℃,而舱外温度更低,甚至可能达到-50℃;而白天由于太阳光的照射,驾驶舱内的温度会高达40℃。解决这个问题的办法是采用隔温材料——聚氨酯泡沫塑料。

此外,聚氨酯硬质泡沫塑料也被用于给电池保温。因为到了晚上高空的温度会很低,如果没有良好的保温措施,这么低的温度会阻碍电池的化学反应,锂电池的能效会因此而降低。

考验飞行员

同“阳光动力1号”相比,全新改进的“阳光动力2号”还在机舱内配设了卫生间和单人驾驶舱,加大了飞行员在舱内自由行动的空间。

虽然改进了机舱的空间,环境仍然非常严酷,因为舱内并没有配备空调和暖风机。此外,飞行员如果遇到了疲劳的情况,需要依靠调整自己的作息方式来恢复精神。

谨慎地飞行

假如遭遇到大风、暴雨等极端天气,“阳光动力2号”应该尽量避开强烈的气流,因为它无法自如地应付极端的天气。不过,机智的飞机驾驶员会谨慎地操控飞机,凭借机身重量轻的特点,选择在高处盘旋,直到天气好转时再继续飞行。

令人兴奋的是,“阳光动力2号”将有可能飞越中国,到时你也可能在一个晴好的天气中抬头仰望到一架巨大的太阳能飞机划过天空!

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