正在進(jìn)行晝夜連續(xù)環(huán)球飛行的全球最大太陽能飛機(jī)“陽光動力2號”即將造訪中國,如果一切順利,它將在23日凌晨飛抵重慶與市民見面。那么,它到底有何“神奇”之處呢?
今日,重慶市科協(xié)邀請到西南大學(xué)院士李長明和重慶市航空學(xué)會秘書長楊斌,解密“陽光動力”2號太陽能飛機(jī)背后的新材料、新技術(shù),向市民揭開它神秘的面紗。
不燒油機(jī)翼鑲1.7萬多塊太陽能電池板
“陽光動力號”飛機(jī)是一架完全依靠太陽能驅(qū)動飛行,飛行期間不消耗任何發(fā)動機(jī)燃料,也不排放任何污染物質(zhì)的載人環(huán)保飛行器。“陽光動力”2號是2010年4月首飛成功的“陽光動力”號飛機(jī)的升級版,是目前全球體積最大的太陽能飛機(jī),其機(jī)翼上安裝有1.7萬多塊超薄且高效能的太陽能電池板。
“為了保證續(xù)航的需要,飛機(jī)總是早出晚歸”,楊斌介紹稱,白天,飛機(jī)“汲取”太陽能并轉(zhuǎn)化為電能,攀升至近萬米的高空飛行;晚上為降低能耗,它將逐漸下降到3000米的高度,夜晚則半滑翔飛行,逐漸降低到1500米高度,依靠儲存在電池里的多余電能繼續(xù)飛行。有了能量儲備,飛機(jī)也不用擔(dān)心碰到陰雨天氣。因此,“陽光動力”號的動力才能源源不斷。
重量輕相當(dāng)于一輛中等家用轎車
據(jù)介紹,該太陽能飛機(jī)的翼展達(dá)到72.3米,比波音747還寬,但其重量僅約2.3噸,只相當(dāng)于一輛中等家用轎車。
記者了解到,由于翼展比機(jī)場最大的D滑行跑道還寬0.3米,因此,飛機(jī)落地后還要橫向90度推移,因為其他飛機(jī)是豎著入庫,而它必須橫向入庫,避免占用更多停機(jī)位。
同時,“陽光動力2號”機(jī)身和機(jī)翼均采用極輕的碳纖維材料。李長明告訴記者,碳纖維既輕又可以保溫,特別是晚上沒有陽光的時候,可以減少能量的消耗。
速度低飛行速度為50-140公里每小時
除了重量太輕,“陽光動力2號”的飛行速度太低也給了技術(shù)部門一個難題。楊斌稱,它的巡航速度一般在50-140公里/小時,爬升率大概是每秒1米,速度非常地慢。
同時,它的保障要求非常高,因為機(jī)身輕,受風(fēng)的影響大,為避開航班尾流和旋翼下洗流的影響,它的上方700米、下方400米、不得有飛機(jī)飛行。
“因為它下降得慢,飛機(jī)速度也小,飛機(jī)進(jìn)入重慶范圍后,如果說從8000米開始下降,大概用時要差不多一個小時,這對空管也提出了很高的要求”,楊斌說道。
一人駕駛一站至少要飛5天5夜
“陽光動力2號”的駕駛倉只有3立方米,相當(dāng)于一個電話亭大小,只能坐飛行員一人。兩位飛行員只能你開一站我開一站地輪流駕機(jī)飛行?擅恳徽局辽僖B續(xù)在天上飛行5天5夜,這對駕駛員生理和心理都是極大的挑戰(zhàn)。而駕駛員活動身體的唯一辦法就是把座椅靠背往后倒,簡單的伸伸懶腰動動腿。
記者了解到,為了這次飛行,駕駛員還進(jìn)行了生理和心理的長期訓(xùn)練,比如通過練瑜伽和自我催眠術(shù)調(diào)節(jié)休息狀態(tài),一天24小時打盹不超過12次,一次不超過20分鐘,要是一不小心睡過了,佩戴的護(hù)目鏡會發(fā)出強(qiáng)烈閃光刺激飛行員,當(dāng)睡著呼吸頻率太低時,飛行服有震動裝置進(jìn)行喚醒。
此外,兩名飛行員的食品都是特別定制,陽光動力團(tuán)隊專門聘請了一家公司研制了能夠在不同溫度下食用的食物。這些食物可加熱食用,也可常溫或低溫食用。
“可在太陽能碳纖維上多下功夫”
李長明稱,“陽光動力2號”的長期飛行給我們做了一個很好的示范,證明它的動力系統(tǒng)是可靠的,啟示我們可以在太陽能電池上多下一些工夫。
他表示,目前,重慶汽車工業(yè)很發(fā)達(dá),也在大力發(fā)展環(huán)保的電瓶汽車,像鋰電池可以單獨考慮做電源,它的價格不是特別貴,而且比較輕。加上新發(fā)展的超級電容器,可以瞬時間達(dá)到很高的功率,兩者結(jié)合在一起可以用在電動汽車。
此外,他認(rèn)為碳纖維也有很大的發(fā)展空間。碳纖維材料有兩個好處,不僅輕、可以節(jié)省大量的能源,同時成本也可以降低。飛機(jī)上使用的碳纖維就可以應(yīng)用于冰箱、摩托車和汽車上,碳纖維材料既能減輕重量還能達(dá)到節(jié)能的目的。