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阳光动力2号太阳能飞机

科普小知识 2023-11-17 22:27:51
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阳光动力2号太阳能飞机,是全球最大的太阳能飞机,飞行所需能量完全由太阳能电池提供。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。其翼展达到72米,超过体积最大的商用客机,但重量只有约2300公斤,与一辆家用汽车相当。2014年6月2日,阳光动力2号在瑞士西部城市帕耶讷成功首飞。2015年3月9日,阳光动力2号太阳能飞机从阿联酋首都阿布扎比起程,开始环球飞行。伯特兰·皮卡德(BertrandPiccard)和安德烈·波许伯格(AndréBorschberg)以及他们的团队希望借此展示人类的开拓精神、创新和清洁能源技术将如何改变世界。2015年3月31日,世界最大太阳能飞机抵达重庆。2016年7月26日,阳光动力2号成功降落在阿布扎比,成为首架仅凭太阳能完成环绕地球一圈飞行的固定翼飞机。

中文名:阳光动力2号

外文名:SolarImpulse2

动力:1.7万块高效能的太阳能电池板

1、研发过程

1999年,出生于探险世家的皮卡德,发起了环球飞行计划,他的祖父奥古斯特·皮卡德(AugustePiccard)早在80年前便和助理搭乘自己制造的热气球到达1.6万米高空的大气平流层,创下世界最高的记录,而他的父亲雅克·皮卡德(JacquesPiccard)则是第一批潜入海底最深处——太平洋西北部的马里亚纳海沟的潜水者之一。皮卡德说,祖辈父辈上天入海,创下了他难以超越的记录,好在沿着地球表面移动也可以是一种探险。

1999年,皮卡德用不到20天的时间乘坐热气球环游世界,刷新了历史记录。然而,这次冒险却在皮卡德心中埋下了深深的忧虑:燃料终究是要用完的,自那开始,他就为自己定下了一个新的目标:要来一次不消耗化石燃料的环球旅行。

坐在热气球的皮卡德眺望着上空,幻想着将取之不尽的太阳能用于飞行:白天积累能量,夜间再把白天储存的能量慢慢释放出来,飞机就可以昼夜不停地飞行了。

环球旅行结束后,皮卡德便开始着手寻找团队来制造他梦想中的这架太阳能飞机。几经周折,他找到了洛桑联邦理工学院(EPFL)并认识了曾在瑞士空军服役的前飞行员波许博格。波许博格是一名经验丰富的飞行员、多项航空记录的保持者,同时也是力学和热力学工程师、麦肯锡咨询师、投资人和企业家。

2003年,皮卡德和波许博格共同启动了阳光动力项目,这架天方夜谭般的太阳能飞机终于进入了可行性研究阶段。然而,摆在他们面前的是重重困难。为了能安装足够多的太阳能板,这架飞机需要庞大的机翼;为了降低能量消耗,它又需要非常非常轻。为了制造这样一架飞机,他们找到了一家又一家的飞机、滑翔机制造商,得到的都是同一个答案:不可能造出来。

不过他们还是找到了解决的办法。皮卡德游说了*机构和多家公司出资支持,波许博格招募了90多名各领域的顶尖专家,建立起自己的工程师团队;在团队之外,他们还获得了80家公司在技术上和财务上的支持。

2014年,在阳光动力核心技术团队的努力和80家技术合作伙伴、100多名外部专家的支持下,历时13年,耗资1.6亿瑞士法郎(约1.6亿美元),原型测试机“阳光动力号”和正式的产品“阳光动力2号”先后建成了。

2014年4月9日

正式亮相的“太阳驱动”2号是“太阳驱动”号的升级版,它超越“太阳驱动”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公里。

2、首飞

2014年6月2日

全球最大的太阳能飞机“太阳驱动”2号在瑞士西部城市帕耶讷成功首飞。飞行持续1小时45分钟,最高飞行高度为2400米,在飞行过程中飞机各项技术指标正常。

2015年2月26日

当地时间2015年2月26日,阿联酋首都阿布扎比,全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”在阿联酋首都阿布扎比上空飞行,为3月开始的环球飞行做准备。

2015年3月

两名瑞士探险家将驾驶“太阳驱动”2号从海湾地区出发,开启环球飞行之旅。共有两名飞行员,途中轮流单独驾驶飞机。

贝特朗·皮卡尔贝特朗·皮卡尔贝特朗·皮卡尔是一名医生,精神病学家,探险家和气球驾驶员。他完成了世界上首次热气球环球之旅。是阳光动力的发起人和主席。

阳光动力的CEO,共同创立者及飞行员以工程师身份毕业于洛桑联邦理工学院(EPFL),持有MIT斯隆学院的经营管理学硕士学位。专攻创业公司的企业家,曾接受瑞士空军的飞行员训练,持有8项太阳能飞机方面的国际航空协会(FAI)世界纪录。

3、光伏动力

该飞机的最大亮点在于17248块光格伏电池直接平铺在了机翼上。

由于飞机翼展要比波音747大型喷气式客机更长,因此也能让电池发挥最大优势,与电池相匹配的是四台17.5马力的电动机,可达到97%的效率,最高时速可达143公里。

此外,飞机上还载有633千克的锂电池,飞机在白天储存足够多的能量并将之转换出来,为锂电池所用。而这批锂电池为超轻薄款,每一块相当于一根头发丝。尽管电池有相当多的能量,但为了减轻电池的发电负担,夜间飞行时,飞行员会将时速控制在50~70公里。飞行中无需一滴燃料。

飞机的电力系统主要包括电机、螺旋桨、能量管理系统及减速器等等。考虑到新一代的阳光动力飞机运行需要更好的机械保障,工程师团队负责提升飞机地面运行效率、测试飞机的充电电池及电力系统、一旦出事故还可以及时帮助和协调其他部门来紧急处理。

4、碳纤维机身

飞机的机体选用重量极轻、承载能力强的材料,其中既有碳纤维,也有泡沫等。

飞机的前缘、后缘都使用的碳纤维材料,其承载能力也比一般材料更好。飞机的舱体则使用的是保温隔热材料。驾驶舱壳体的部分材料使用的聚氨酯泡沫,在门锁和舷窗的设计上,飞机则使用了聚氨酯复合材料,驾驶舱外部也有部分聚氨酯泡沫被用于电池隔热,同时机身上还附有银色涂层的原材料,该涂层可以保护太阳能电池,其曾用于电动汽车。

5、环球飞行

2015年3月9日,“阳光动力二号”从海湾地区起程,开始环球飞行。机翼安有1.7万块太阳能电池板,翼展72米,重量仅相当于一辆汽车。

“阳光动力二号”飞行时速为50至100公里。在仅依靠太阳能动力的情况下,“阳光动力2号”的总行程约为3.5万公里。其间约有40位工作人员负责控制它的飞行。

“阳光动力2号”从阿联酋首都阿布扎比起飞,自西向东飞行,依次抵达阿曼首都马斯喀特、印度城市艾哈迈达巴德和瓦拉纳西、缅甸的曼德勒、中国的重庆和南京。在飞越大西洋后,“阳光动力2号”预计选择在南欧或北非的某座城市停留,最后返回起点阿布扎比。

2015年3月和4月,“阳光动力二号”先后到达中国重庆和南京两座城市。据飞行团队介绍,中国的两个站点是他们根据天气、地理位置等条件加以选择的。

2016年4月21日,“阳光动力二号”从美国夏威夷起飞,重启环球之旅。2015年7月,“阳光动力二号”在经历118个小时不间断飞行、完成从日本名古屋至美国夏威夷的8200公里跨洋旅程后,因温度过高对电池造成的不可逆损害而*中断环球旅程。

2016年4月24日,“阳光动力二号”完成了横跨太平洋的航行,连续航行118小时不中断,实现了从夏威夷到旧金山的高强度“太阳能”之旅。

2016年6月11日,据英国每日邮报,“阳光动力二号”顺利完成横跨美国计划,于当地时间凌晨四点在纽约的肯尼迪国际机场降落。在抵达国际机场前,飞机还特意环绕*女神像飞行一圈,以庆祝本次飞跃计划的圆满完成。本次飞行之旅共计用时5小时,起点为美国宾夕法尼亚州的里海谷国际机场。

2016年7月26日,阳光动力2号成功降落在阿布扎比,成为首架仅凭太阳能完成环绕地球一圈飞行的固定翼飞机。

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