太阳能飞机零碳飞过天空

太阳能飞机零碳飞过天空 太阳能飞机零碳飞过天空2010-07-11 09:26时间:2010-07-11 07:40:47来源:深圳特区报邓鑫发评论 关键词:太阳能飞机阳光动力HB-SIA太阳神化石能源 内容摘要:美国航空环境公司设计制造的"太阳神"号太阳能无人机。7月8日清晨，在"阳光动力"号太阳能飞机降落在瑞士帕耶那机场后，该项目发起人皮卡尔(左)与驾驶飞机的项目总裁安德烈勃希伯格一起庆祝。 美国航空环境公司设计制造的"太阳神"号太阳能无人机。它有长达75米的翼展。2003年6月26日，"太阳神"号因在试飞时突然遭遇强湍流导致空中解体，坠入夏威夷海域。 2010年7月8日，"阳光动力"号太阳能飞机在试飞中。 "阳光动力"号基本数据。 "阳光动力"号驾驶舱的仪表盘。 7月7日勃希伯格驾驶"阳光动力"号太阳能飞机在瑞士帕耶那机场起飞。 "阳光动力"号在飞行中。 7月8日清晨，在"阳光动力"号太阳能飞机降落在瑞士帕耶那机场后，该项目发起人皮卡尔(左)与驾驶飞机的项目总裁安德烈勃希伯格一起庆祝。 巴西奈瓦公司推出的酒精动力飞机。 "如果一架飞机都可以在无燃料的条件下，仅凭太阳能驱动来实现昼夜飞行，那么就没有人会怀疑可以将同一科技应用到机动车、暖气和空调系统以及电脑等领域中。这个项目传递着我们的信念，即开拓进取的精神再加上高瞻远瞩的政见我们就可以改变社会，摆脱对化石能源的依赖。"瑞士"阳光动力"项目负责人贝特朗皮卡尔如是说。 "阳光动力"(Solar Impulse)号太阳能飞机于今年4月7日首次成功试飞，而7月8日完成的26小时昼夜试飞更是证明了昼夜飞行的可行性，打破了太阳能飞机不能昼夜飞行的历史纪录。此次飞行的成功向"昼夜不间断环球飞行"这一雄心勃勃的更近了一步。根据"阳光动力"项目计划，下一步将进行36小时无燃料连续飞行。 太阳能飞机实现昼夜飞行 耗资一亿美元、历时七年打造而成的"阳光动力"号是世界上第一架昼夜连飞的太阳能飞机。它凝聚了无数最新科技成果:机身由超轻碳纤维复合材料制成，翼展长达63.4米，相当于波音747的长度，重量相当于一辆普通轿车，其机翼上装有1.2万块太阳能电池板，高性能聚合锂电池以及4台发电机。飞机每台发动机的最大功率为10马力即总功率为40马力，飞行时速为70公里。更重要的是，它是一架完全由太阳能驱动的飞机。 据报道，这架名为"阳光动力"号的飞机是全球首架依靠太阳能驱动就可以实现昼夜飞行的飞机，它是由瑞士探险家、科学家贝特朗皮卡尔所带领的小组设计完成的。现年51岁的皮卡尔出生于探险世家，16岁时便成为超轻飞机驾驶员之一，也曾创下乘坐热气球持续飞行的世界纪录。正是热气球在埃及沙漠中的被迫降落激发了他的"阳光动力"设想。 自从去年12月以来"阳光动力"号飞机一直在进行"跳蚤试验"――即在瑞士的一条跑道上以每小时9.26公里的速度滑行2000多米。真正意义上的历史性突破则是4月7日约1.5个小时的测试。在瑞士西部的一处空军基地经过长约1公里的跑道加速后，试飞员马库斯谢尔德驾驶"阳光动力"以28英里的最高时速攀升至3280英尺的高空，然后在观众的欢呼中缓缓落回地面，整个过程没有耗费任何燃料。试飞员谢尔德说:"试飞证明这架太阳能飞机能够安全起飞与降落，操纵起来如同一架喷气式客机。在近90分钟的飞行中，这架太阳能飞机通过倾斜机翼完成了一系列转弯动作。" 2010-7-11 09:19 2楼 "阳光动力"飞机成功首飞3个月后，再一次进行了26小时昼夜试飞。这次昼夜试飞的飞机是由该项目总裁、瑞士探险家安德烈勃希伯格驾驶，并最终于 当地时间7月8日9时成功着陆。"阳光动力"项目发起人贝特朗皮卡尔说，这次夜间飞行极具象征意义，验证了仅靠太阳能驱动完成飞机夜间飞行的可行性。勃希伯格在"阳光动力"成功着陆后表示:"我们取得的成绩超出预想。每个人都兴奋不已。这个夜晚真是漫长，所以，在早晨看到黎明的第一缕阳光时，感觉就像是上帝给我们大家的礼物。" 太阳能电池不能出问题 为了提高安全系数，"阳光动力"项目小组为飞行员提供了一系列高科技装备。例如给驾驶员专用的智能马甲具备了防寒功能，而且与导航设备相连。一旦飞机与预定航向偏离5度以上，马甲便会发出强力脉冲以唤醒沉睡中的飞行员。因此飞行员随时可以进入深度睡眠，而不必担心安全问题。此外，电池组表面的保温层旨在保护发散的热量，确保蓄电装置在8500米高空、零下40摄氏度的恶劣环境中可以维持正常运行。 针对太阳能储能问题，勃希伯格表示，当前飞机使用的是转换效率约为20%的光伏面板，飞机必须飞到9000米的高空才能吸取足够的光热。如果进行环球飞行，当处于北半球夏天，日照时间更长，但由于太阳升降期间与地平线形成的角度偏低，光伏面板其实无法在整个白天都吸取到光热。这使得长达14个小时需要使用电池飞行，若电池出现问题或储能不足，可能导致飞机高空坠毁。 离商业化确实还遥远 鉴于"阳光动力"号昼夜试飞情况，皮卡尔及其研究小组计划于2013年或2014年完成环球飞行。但"阳光动力"项目小组目前还未确定具体的飞行路线和时间。 勃希伯格表示，太阳能飞机的飞行受天气影响很大，飞机必须向着太阳飞行，避免大风、大雾和下雨的天气。"阳光动力"专家团队中有资深的气象专家，专为飞行预测天气情况。 此前，皮卡尔曾说过，真正实现环球飞行时，飞机将在世界不同地方降落。这样既可以让他与勃希伯格轮换驾驶，还能让他们借机向当地人推广"阳光动力"号所用节能技术。 皮卡尔表示，"阳光动力"号环球飞行计划将有助于向世界推广使用可再生能源。他说:"我在哥本哈根参加联合国气候变化大会时发现，人们已经厌烦了那些大惊小怪的人和末日论者。人类需要的是解决，而不是麻烦。所以， 我们必须给出解决方案。" 不过，即使几年后实现了环球飞行，要真正令太阳能飞机商业化，似乎还很遥远。因为"阳光动力"的翼展已经大得如同一架波音飞机，却只能承载驾驶员一人。除非太阳能电池技术得到新的发展和突破，从而增加动力。但这或许是比太阳能储能更加困难的挑战了。 追求"不落的飞行" 1903年，美国莱特兄弟设计制造的"飞行者"载人动力飞机试飞成功，为世 太阳挑界航空史写下光辉的一页。70多年之后，第一架载人太阳能飞机――"战者"号在美国研制成功。它是一架单座太阳能飞机，翼展14.3米，飞机空重90公斤，机翼和水平尾翼上表面共有16000多片硅太阳电池，在理想阳光的照射下能输出3000瓦以上的功率。"太阳挑战者"号在1981年成功穿越了英吉利海峡，当时平均时速为54公里。然而，"太阳挑战者"号受自身时速和太阳能电池所限，无法进行夜间飞行。而对于太阳能飞机来说，夜间飞行是太阳能飞机面临的最大技术障碍。尽管如此，"太阳挑战者"号还是实现了太阳能载人飞行零的突破，为以后太阳能飞机的研制打下了基础。 2010-7-11 09:19 3楼 在"太阳挑战者"号的基础上，美国航空环境公司(AeroVironment)在美国宇航局环境研究飞机和传感技术项目资助下设计制造出"太阳神"号太阳能无人机。"太阳神"号耗资约1500万美元，用碳纤维合成物制造，整架飞机仅重590公斤，比小型汽车还要轻。"太阳神"号两个宽大的机翼全面伸展时却达75米，波音747飞机和"阳光动力"号飞机都望尘莫及。 1999年"太阳神"号在加州试飞，当时完全靠电池驱动，2001年研究人员将"太阳神"号运往更加适宜飞行的夏威夷，装上65000片太阳能板，由地面两名机师透过遥控设备"驾驶";飞行了10小时17分后，"太阳神"号达到22800米的目标高度。研究人员预计"太阳神"号最高可飞到30000米高空，超出喷气式 客机飞行高度3倍多。不幸的是，2003年6月26日，"太阳神"号因在试飞时突然遭遇强湍流导致空中解体，坠入夏威夷考艾岛附近海域。 无论是"太阳挑战者"号还是"太阳神"号，都没能实现"夜间飞行"，而2010年的夏天，"阳光动力"号却首次"昼夜飞行"，实现了历史性的突破。但它的成功并非一朝一夕实现的，而是克服各种技术困难，日夜反复实践得来的。 无燃料环球飞行 早在2003年，皮卡尔就提出了太阳能飞机环球飞行构想，计划驾驶太阳能飞机，经过5次起降实现环球昼夜飞行，这一计划被命名为"阳光动力"，最终的目标是用太阳能飞机实现永久飞行。当时，皮卡尔认为，这项计划最大的困难在于夜间飞行，能否在白天储存足够的太阳能成为关键。 世界上驾驶太阳能飞机进行昼夜飞行尚没有先例，因此，皮卡尔研究小组需要完成各种数据模拟才能开始试飞。飞机将在白天攀升到高空，以便充分吸收阳光。在夜间降低飞行高度，以节省能源，但具体飞行高度需要模拟确定。此外，模拟还要考虑恶劣天气，以及如何避开云层、如何最大限度获取阳光等问题。 经过皮卡尔研究小组多年研究，2009年6月底，"阳光动力"的样机HB-SIA飞机在瑞士的杜本多夫机场正式亮相。此次亮相还带着雄心勃勃的计划:那就是打造世界上第一架完全由太阳能驱动，并且在无任何燃料的条件下完成昼夜不间断环球飞行的飞机。 从第一架载人飞机的研制成功到"阳光动力"号完成昼夜飞行的任务，这20年里，人类始终没有放弃环保飞行的梦想和对"不落飞行"的追求。虽然目前太阳能飞机离商业化普及还有漫漫长路，但是至少我们已经看到了太阳能飞机应用的一丝曙光。 相关链接 世界其他新能源飞机 除了以太阳能作为驱动力的飞机外，世界上还有其他以新能源为动力的飞机。例如，酒精动力飞机、核动力飞机、氢电池飞机和激光驱动飞机。这些新能源飞机或多或少改变着这个世界。 酒精动力飞机 2005年，巴西奈瓦航空工业公司推出了世界上第一架以酒精为燃料的EMB202型伊帕内玛(Ipanema)农药喷洒飞机。这种飞机每架造价为24.7万美元， 汽油动力"飞机贵了1.4万美元。不过"酒精动力"飞机能节省大量这比通常的" 的燃料成本。奈瓦航空工业公司称，酒精燃料与汽油相比对环境污染小，是一种可再生能源，而价格则只有汽油的五分之一左右。 酒精动力飞机刚推出，巴西奈瓦航空工业公司就收到了100多份订购这种新型飞机的订单。巴西国家民用航空调度中心的师艾德瓦尔德表示，巴西希望将所有单引擎和双引擎小型飞机全部改装成酒精动力飞机。 核动力飞机 核动力飞机的设想由来已久。早在上世纪冷战时期，美苏两国为了取得军事上相对于对方的压倒性优势，制订了一系列武器研制计划，核动力飞机是其中之一。以B-36H轰炸机为基础的X-6飞机是美国设想的核动力飞机。然而，研制计划最终因反应堆的核辐射防护问题无法解决而放弃。 2008年，英国科学家宣布，他们正在实施一个规模庞大的研究计划――研制核动力飞机，用以帮助航空业从矿物燃料向核燃料转变。一旦研制成功，从英国伦敦不停直飞澳大利亚或新西兰，这种民用飞机不需要着陆加油，也不会排放二氧化碳，对环境没有任何危害。 氢电池飞机 2008年4月3日，波音公司宣布，该公司成功试飞一架以氢燃料电池为动力的小型飞机。波音公司官员说，这在世界航空史上属于首次，预示着未来的航空业趋向于环保。 氢电池小型飞机在起飞及爬升过程使用传统电池与氢燃料电池提供的混合电力。爬升至海拔1000米巡航高度后，飞机只靠氢燃料电池提供动力。而且氢电池通过氢转化为水的过程产生能量，不产生温室气体，是一种干净可再生的燃料电池。这一技术让未来航空业充满了绿色。 激光驱动飞机 美国科学家正在巴西的实验室进行一系列的激光推进实验。一旦研制成功，乘坐激光推进飞机，乘客环球旅行只需要不到一小时时间。 实验室里一个极超音速震波风洞与两个脉冲红外激光器相连，峰值功率可达到十亿瓦特。纽约特洛伊的伦斯勒理工学院航空航天工程学教授莱克米拉伯表示，这是迄今为止进行的功率最高的激光推进实验。 米拉伯指出，几十年来，研究激光推进的物理学家致力于降低激光能的成本，将每瓦特激光能的成本控制在几美元。现在已经接近这一目标了，这项技术在商业上将很快成为现实。