太阳能飞机的环球之旅
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2015年3月9日清晨,在阿联酋首都阿布扎比,随着太阳在薄雾中缓缓升起,一只奇怪的“大鸟”从跑道上缓缓启动,在向前滑行了不足50米后便腾空而起,向着东南方向飞去。这只“大鸟”是正式亮相的“阳光动力”2号,是“阳光动力”1号的升级版,它超越“阳光动力”1号,成为全球体积最大的太阳能飞机。它的翼展达72米,堪比波音747-800型客机,重2.3吨,最大飞行高度可达8500米,最高时速为140千米。“阳光动力”2号将展开为期约5个月的环球之旅。
飞行计划
“阳光动力 ”2号是唯一一架长航时不必耗费一滴燃油便可昼夜连续飞行的太阳能飞机。
在整个环球飞行过程中,“阳光动力 ”2号将降落12次,飞行的起点和终点均为阿布扎比。它将在印度,缅甸,中国重庆、南京,美国夏威夷、凤凰城,欧洲南部等地进行短暂停留,以更换飞行员。飞行中两名飞行员将轮流驾驶飞机,飞行速度在每小时50~100千米之间。
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在“阳光动力”2号的环球旅程中,最具挑战的当属横跨太平洋和横跨大西洋的航段。横跨太平洋由于路途过于遥远被分割成了从南京到夏威夷、夏威夷到凤凰城两个5天5夜的航段,横跨大西洋则是又一段可能持续3~5天的路程。
太阳能飞机发展史
说到太阳能飞机,也有一段发展历史。在20世纪70年代,太阳能飞机只是一个在单座小型飞机上安装太阳能电池后勉强能飞的飞机。1981年,“太阳挑战者”号问世了,它飞越了英吉利海峡,创造了当时的纪录。2001年,当时最著名的太阳能飞机“太阳神”号创下了无燃料飞行器飞行海拔高度的纪录,飞行高度为29524米。之后,“阳光动力”号计划上马了。它的初代产品“阳光动力”1 号曾在2012年与2013年进行长距离飞行测试,2012年完成了瑞士飞往西班牙1116千米的不停站纪录,2013年则完成了横跨美国的飞行测试。“阳光动力”2号是此项目制造的第二款太阳能飞机,使用了与“阳光动力”1号大体相似的结构,但是核心部件有了大幅更新,表现在机翼、电池和动力部分。
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“阳光动力”2号的翼展超过72米,仅重2.3吨,与普通越野车相差无几。从尺寸上讲,这架太阳能飞机简直薄如蝉翼。这得益于机身骨架使用的碳纤维蜂窝夹层材料,这种材料密度仅有25克/立方米,比纸还要轻3倍,但是强度完全满足飞机的机械要求。为了减重,飞机表面使用的是柔性蒙皮 。白天,“阳光动力”2号将在8000米的高度飞行,以便给633千克重的锂电池充电,满足夜间飞行的能源需求。夜间,“阳光动力”2号将下降至3500米高度飞行,以节省能源。它能完全依靠太阳能动力进行昼夜连续飞行。
挑战极限
“阳光动力”2号的环球之旅不仅挑战太阳能技术的极限,也挑战飞行员体能的极限。在连续5昼夜的航行中,飞行员将独自一人坐在3.8立方米的机舱里。艰苦的环境加上随时可能出现的危险,他们是如何处理的呢?在总共35000多千米航程、500多个小时的飞行时间里,飞行员们几乎都要待在天上,那他们的吃喝拉撒又怎么解决呢?
, http://www.100md.com 住 别看“阳光动力”2号的飞机翼展比波音747还大,但是机身却小得可怜,才3立方米多一点儿,机舱中只能容下一名飞行员。所以本次环球旅行的两位飞行员只能你开一站,我开一站地轮流驾机飞行。机舱太小,飞行员长途飞行,特别是在太平洋和大西洋上空飞行,每一站至少要连续在天上飞行5天5夜,怎么活动胳膊腿呢?唯一的解决办法是把座椅靠背往后倒,飞行员伸伸懒腰动动腿就不错了。住得小也就算了,机舱里还没暖气没空调,甚至都不是封闭加压的,所以飞行员们每天要经历气温的剧烈变化,而且飞得越高,空气越稀薄,还得戴上氧气面罩。幸好,得益于拜尔公司提供的高科技材料,驾驶舱内温度能保持在20℃~40℃之间。
睡 在飞越太平洋和大西洋时,飞行员要连续驾驶3~5天,睡觉成为一个大问题。因为在此期间只能一名飞行员在天上驾驶,绝对不可以长时间睡觉,把飞机完全交给自动驾驶仪。怎么办呢?解决的方案就是打盹儿,每次放倒座椅,最多不超过20分钟,24小时内最多打盹儿12次。为了保持体力和清醒,两位飞行员在这次旅行前长时间练习瑜伽和自我催眠,并且在飞机模拟训练器中反复进行试验。万一驾驶员因为太疲倦而睡过头怎么办?在飞机上配备了一种特别的“护目镜”,睡觉时可以遮光,保护飞行员的眼睛。一旦飞行员到时间不醒,护目镜内部就会发出强烈的闪光,刺激飞行员,让他醒来。另外,在飞行服里还有像臂章一样的芯片,可以记录飞行员的呼吸频率,当它觉察到飞行员呼吸频率太低,或者飞机突然出现高度骤降等紧急情况,就会频频振动,唤醒飞行员。
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衣 为了防止飞行中温差太大的影响,飞行服采用了最新的材料,有隔离保温的作用。而且据介绍,飞行服有加热作用,还内置了特别的芯片,在关键时刻可以派上大用场 。
吃 为了保证驾驶员在飞行中的体能,“阳光动力”专门聘请瑞士一家公司,研制了能够在不同温度下食用的食物。这些食物既可以加热食用,也可以常温或低温食用。据说,两位飞行员都根据各自口味,定制了不同的飞行餐包。
如厕 在太空上厕所对飞行员向来是难题。“阳光动力”2号设有机上厕所——一套巨大的蓝色塑胶袋。这个特制的袋子一头垂下来,一头塞在坐垫下面。飞行员“内急”时,推开椅垫,就能“当场解决”。据说感觉就跟在家里上厕所差不多——但是不能冲水,只能落地后丢弃,换套新的“厕所”。
通信 机上设有通话、网络等设备,可随时与地面联络。
从商业角度看,“阳光动力”2号似乎应用价值不大,这次环球之旅最重要的是象征意义。它象征着人类对新能源的探索精神,以及对未知旅程和身体极限的挑战。虽然现在太阳能商业飞行还是梦想,但未来一定能实现。
【责任编辑】蒲 晖, 百拇医药(沈羡云)