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“陽光動力2號” 開啟環球之旅

2015-08-12 04:07
少年科學 2015年1期
關鍵詞:卡德探險家駕駛艙

有一架飛機完全靠太陽能驅動就能在云海中翱翔,這就是2014年6月2日在瑞士帕耶訥首飛成功的“陽光動力2號”。2015年,它將嘗試首次不用一滴燃料環繞地球飛行,屆時也將飛臨中國的天空。讓我們翹首以盼吧!

“雙子星”團隊

一個好的科技發明和創意離不開優秀的設計者,“陽光動力2號”的設計理念來自瑞士探險家皮卡德和工程師博爾施伯格。探險家和工程師的特殊搭配,讓他們成了完美的“雙子星”組合。

設計出一架完全由太陽能來驅動的飛機,到底是誰、又是如何想出來的呢?

1999年,探險家皮卡德乘坐一個熱氣球進行環球之旅,他在空中連續飛行了20天。當時,他坐在熱氣球中望著天空就在想,能不能設計出一款不需要燃料也能翱翔于藍天的飛機呢?

產生這個設想后,皮卡德遇見了能為他提供技術支持的工程師博爾施伯格。于是,他們兩人組建了80多人的技術團隊,花費了近12年的時間,最終完成了這個看似天方夜譚的任務。

在浩瀚的天際中,“陽光動力2號”單靠太陽能作驅動力,是如何自如地飛翔于空中的呢?原來,在72米長的機翼上面,一共安裝了1.7萬塊超薄且高效能的太陽能電池。數量如此多的太陽能電池主要在飛機的運行過程中為4個發動機提供源源不斷的動力,而飛機飛到高高的云層之上,就可獲得更多的太陽能。

此外,為了儲備一定的太陽能來供飛機在夜間飛行,機上載有重達633千克的鋰電池—約為飛機總重量的1/4。為了降低飛機的重量,整個機身采用碳纖維制成。碳纖維制成的機身重量僅為2300千克,相當于一輛小轎車的重量。

“陽光動力2號”能進行晝夜飛行。它將在日出時出發,高度逐漸上升。上升過程中,陽光一直在對鋰電池充電。飛機最終能夠攀升到8000多米的高空。此時,鋰電池已經充滿,夜晚也即將來臨。日落后,飛行高度和蓄電量都達到峰值的飛機開始使用鋰電池中的電量提供飛行動力,同時高度開始下降至1500米,以減少能耗。

穿上“保暖衣”

對駕駛艙進行隔溫是一個巨大的挑戰:駕駛艙內夜晚會變得冰冷,達到-20℃,而艙外溫度更低,甚至可能達到-50℃;而白天由于太陽光的照射,駕駛艙內的溫度會高達40℃。解決這個問題的辦法是采用隔溫材料——聚氨酯泡沫塑料。

此外,聚氨酯硬質泡沫塑料也被用于給電池保溫。因為到了晚上高空的溫度會很低,如果沒有良好的保溫措施,這么低的溫度會阻礙電池的化學反應,鋰電池的能效會因此而降低。

考驗飛行員

同“陽光動力1號”相比,全新改進的“陽光動力2號”還在機艙內配設了衛生間和單人駕駛艙,加大了飛行員在艙內自由行動的空間。

雖然改進了機艙的空間,環境仍然非常嚴酷,因為艙內并沒有配備空調和暖風機。此外,飛行員如果遇到了疲勞的情況,需要依靠調整自己的作息方式來恢復精神。

謹慎地飛行

假如遭遇到大風、暴雨等極端天氣,“陽光動力2號”應該盡量避開強烈的氣流,因為它無法自如地應付極端的天氣。不過,機智的飛機駕駛員會謹慎地操控飛機,憑借機身重量輕的特點,選擇在高處盤旋,直到天氣好轉時再繼續飛行。

令人興奮的是,“陽光動力2號”將有可能飛越中國,到時你也可能在一個晴好的天氣中抬頭仰望到一架巨大的太陽能飛機劃過天空!

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