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乘著陽(yáng)光的翅膀飛翔

  • 發(fā)布時(shí)間:2015-03-31 02:30:59  來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)  作者:佚名  責(zé)任編輯:羅伯特

  北京時(shí)間3月30日凌晨5點(diǎn)06分,世界最大最先進(jìn)的太陽(yáng)能飛機(jī)——瑞士“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”從緬甸曼德勒國(guó)際機(jī)場(chǎng)起飛,開(kāi)啟進(jìn)入中國(guó)的旅程。預(yù)計(jì)19小時(shí)后,它將降落在重慶江北機(jī)場(chǎng)。這里也是這架太陽(yáng)能飛機(jī)首次環(huán)球飛行的第五站。

  駕駛員貝特朗·皮卡爾的夫人、女兒和他的同事波許博格在緬甸機(jī)場(chǎng)目送飛機(jī)起飛的照片在網(wǎng)絡(luò)上被廣泛傳播。駕駛一架不帶任何燃料的飛機(jī)長(zhǎng)距離飛行,對(duì)皮卡爾是一次冒險(xiǎn),對(duì)人類(lèi)更是一次挑戰(zhàn)。

  30日16時(shí)02分,“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”官方微博發(fā)布消息,“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”飛機(jī)后方技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)已抵達(dá)重慶。截至記者發(fā)稿時(shí),其官方網(wǎng)站的實(shí)時(shí)飛行地圖顯示,飛機(jī)已飛入中國(guó)云南境內(nèi)。此時(shí)重慶江北機(jī)場(chǎng)早已搭建好白色機(jī)棚,靜靜地等待它的到來(lái)。

  太陽(yáng)能飛機(jī)的一次“大考”

  “一架太陽(yáng)能飛機(jī)實(shí)現(xiàn)載人、長(zhǎng)時(shí)間晝夜環(huán)球飛行是一件難度很高的事情。”一直關(guān)注著“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”行程的《航空知識(shí)》雜志副主編王亞男告訴科技日?qǐng)?bào)記者。

  從去年傳出“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”環(huán)球飛行計(jì)劃以來(lái),這架太陽(yáng)能飛機(jī)便備受關(guān)注。從數(shù)據(jù)上看,“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”是一架擁有摩托車(chē)的動(dòng)力、汽車(chē)的重量和大型噴氣式客機(jī)翼展的飛機(jī)。它的翼展72米,長(zhǎng)度25.2米,高度6.4米。而其最獨(dú)特的地方是覆蓋機(jī)翼、機(jī)身和水平尾翼上的17248塊單晶硅太陽(yáng)能電池。正是靠這些電池板吸收轉(zhuǎn)化太陽(yáng)的能量為整個(gè)飛機(jī)的飛行提供動(dòng)力。

  人類(lèi)對(duì)太陽(yáng)能飛機(jī)研究的時(shí)間并不算長(zhǎng)。

  1954年貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明第一塊可供實(shí)用的硅太陽(yáng)能電池。但最早的太陽(yáng)能飛機(jī)出現(xiàn)在上世紀(jì)70年代,當(dāng)時(shí)人們給模型飛機(jī)安裝了太陽(yáng)能電池板,發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)能可以作為動(dòng)力推動(dòng)飛機(jī)飛行。太陽(yáng)能飛機(jī)能否載人?整個(gè)上世紀(jì)70年代,人們一直在為此探索。

  王亞男介紹說(shuō),“需要攻克的難題主要有兩個(gè):太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化效率要足夠高;飛機(jī)在保證結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的基礎(chǔ)上要足夠輕?!鄙鲜兰o(jì)80年代初,美國(guó)航空環(huán)境公司研制的人力飛機(jī)(靠腳蹬轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋槳)起飛成功,之后在杜邦公司的支持下,這架飛機(jī)加上了太陽(yáng)能電池板,成為了世界上第一架能載人的太陽(yáng)能飛機(jī)。

  隨著新能源利用的熱潮,很多國(guó)家都開(kāi)始研制太陽(yáng)能飛機(jī)。瑞士的“陽(yáng)光動(dòng)力號(hào)”項(xiàng)目2003年立項(xiàng)。2013年,“陽(yáng)光動(dòng)力1號(hào)”實(shí)現(xiàn)不間斷飛行26小時(shí)橫越美國(guó),首次讓“沒(méi)有燃料日夜連續(xù)飛行”成為可能。據(jù)王亞男介紹,此次環(huán)球飛行的“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”是“1號(hào)”的升級(jí)版,在機(jī)翼面積、發(fā)動(dòng)機(jī)位置、機(jī)身截面形狀等方面都進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn),“盡可能為飛機(jī)減重”。此外,“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”還為飛行員配備了能加溫的服裝,以應(yīng)對(duì)高空中的低溫環(huán)境。

  五天五夜飛越太平洋是環(huán)球飛行最難段

  不考慮風(fēng)力影響的條件下,“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”的飛行速度最高僅為每小時(shí)140公里,僅有3.8平方米大小的駕駛艙只能容納一位飛行員,而且為了減重,駕駛艙不加熱不加壓。這樣的條件下要實(shí)現(xiàn)環(huán)球飛行不能不說(shuō)是冒險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。

  此前在中國(guó)科協(xié)和瑞士大使館聯(lián)合召開(kāi)的發(fā)布會(huì)上,瑞士駐華大使館文化與媒體處主任裴雅珍介紹說(shuō),“環(huán)球飛行的時(shí)間和航線安排都是充分考慮太陽(yáng)光照和云層條件后確定的。”按照公布的路線圖,“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”環(huán)球飛行總里程為3.5萬(wàn)公里,共停留12個(gè)城市。3月9日從阿聯(lián)酋首都阿布扎比起飛,途中在印度、緬甸和中國(guó)停留,而后穿越太平洋、美國(guó)和歐洲南部,最后返回阿布扎比,預(yù)計(jì)將于8月結(jié)束環(huán)球飛行。

  按計(jì)劃,“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”在3月30日重慶短暫停留后,將飛往南京。從南京再次起飛后將迎來(lái)環(huán)球飛行最難段:?jiǎn)稳藛螜C(jī)五天五夜飛越太平洋。

  在裴雅珍看來(lái),這對(duì)飛機(jī)本身是很大挑戰(zhàn),對(duì)駕駛員更是一個(gè)“難關(guān)”?!瓣?yáng)光動(dòng)力2號(hào)”是單座飛機(jī),每次飛行只能有一位駕駛員。駕駛員將身著可加溫的飛行服,應(yīng)對(duì)零下30攝氏度到30攝氏度的溫差。3.8平方米的駕駛艙,除去駕駛臺(tái)和座椅,幾乎沒(méi)有更多活動(dòng)空間,空中的飲食、如廁都會(huì)受到限制。更大的挑戰(zhàn)是長(zhǎng)達(dá)5晝夜的連續(xù)飛行,一位駕駛員如何休息?裴雅珍介紹說(shuō),飛行過(guò)程中駕駛員每隔4小時(shí)才能躺在座椅上休息20分鐘,其間飛機(jī)將由地面系統(tǒng)輔助駕駛。為了適應(yīng)這種特殊作息時(shí)間,駕駛員都進(jìn)行過(guò)專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練。

  “陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”的兩位駕駛員皮卡爾和波許博格此前對(duì)媒體表示,對(duì)環(huán)球飛行他們都做好了準(zhǔn)備。皮卡爾是“陽(yáng)光動(dòng)力”項(xiàng)目發(fā)起人,他的祖父和父親都是冒險(xiǎn)家。波許博格曾在瑞士空軍服役多年,具有駕駛戰(zhàn)斗機(jī)的經(jīng)歷,同時(shí)他還是工程師、麥肯錫咨詢(xún)師、投資人和企業(yè)家。

  “陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”太陽(yáng)能飛機(jī)集合了包括歐米茄、洛桑聯(lián)邦理工大學(xué)在內(nèi)的多家瑞士企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新成果。研究團(tuán)隊(duì)在超輕復(fù)合材料、人機(jī)界面、太陽(yáng)能電池、電機(jī)、電氣系統(tǒng)、駕駛員營(yíng)養(yǎng)研究等方面進(jìn)行了大量創(chuàng)新。

  據(jù)了解,“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”將在南京停留較長(zhǎng)時(shí)間,公眾可以參觀這架太陽(yáng)能飛機(jī)。據(jù)中國(guó)科協(xié)科普部副部長(zhǎng)劉亞?wèn)|介紹,“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”經(jīng)停中國(guó)的兩個(gè)城市都將組織相關(guān)科普活動(dòng)。重慶組織未來(lái)飛行器創(chuàng)意繪畫(huà)比賽。南京將舉辦“青少年走進(jìn)‘陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)’”、“太陽(yáng)能飛行器主題沙龍”等活動(dòng)。

  “陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”將給我們帶來(lái)什么

  這樣一架目前只能一人駕乘,飛行受天氣影響很大的飛機(jī)對(duì)我們意味著什么?王亞男認(rèn)為:“它給我們提供了一種可能。有了這種可能,才會(huì)有下一步經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性的研究?!?/p>

  傳統(tǒng)化石能源日漸枯竭,新能源利用的每一次進(jìn)步都給人類(lèi)帶來(lái)希望。作為中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)光伏專(zhuān)委會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)的呂芳從昨天就開(kāi)啟了“追飛機(jī)”的模式,背著她30多斤的攝影器材從北京飛往重慶,等待“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”抵達(dá)中國(guó)。

  呂芳向科技日?qǐng)?bào)記者詳細(xì)介紹了“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”上使用的太陽(yáng)能電池?!帮w機(jī)的機(jī)翼、機(jī)身和尾翼上共覆蓋了200平方米左右的太陽(yáng)能電池板,厚度僅為135微米,相當(dāng)于頭發(fā)絲的厚度。這些電池板是美國(guó)sunpower公司生產(chǎn)的。這家公司長(zhǎng)期從事IBC(指交叉背接觸電池)研究?!捌胀ü夥姵卣?fù)極分別分布于電池板的熒光面和背光面,但I(xiàn)BC電池正負(fù)極都在背面,這樣正面就沒(méi)有金屬柵線,呈暗黑色,無(wú)面積損失,同等面積有更大發(fā)電效力,同時(shí)更美觀?!眳畏颊f(shuō),IBC電池技術(shù)難度高,成本高,現(xiàn)在主要用在特殊需求的地方。上世紀(jì)70年代,這種技術(shù)最早被桑迪亞實(shí)驗(yàn)室用于聚光系統(tǒng)中。

  呂芳希望,“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”的中國(guó)之行能讓更多人了解太陽(yáng)能,了解光伏,也能更多認(rèn)識(shí)中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)。在她看來(lái),我國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)這些年在國(guó)際上已經(jīng)越來(lái)越有話語(yǔ)權(quán)。2007年開(kāi)始,我國(guó)已連續(xù)7年成為光伏電池世界第一大生產(chǎn)國(guó),2013年、2014年我國(guó)連續(xù)兩年成為光伏電池最大的應(yīng)用國(guó)。進(jìn)步不僅體現(xiàn)在量的變化上,“從技術(shù)情況看,我國(guó)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)都在為高效率低成本而努力?!眳畏颊f(shuō)。2014年2月,我國(guó)常州天合公司和澳大利亞國(guó)立大學(xué)合作研制的IBC電池轉(zhuǎn)化率達(dá)到24.4%,刷新了世界紀(jì)錄。目前,天合已經(jīng)開(kāi)發(fā)出太陽(yáng)能賽車(chē)用高效IBC電池和組件,準(zhǔn)備和合作伙伴一起參加2015年的日本太陽(yáng)能賽車(chē)比賽。(科技日?qǐng)?bào)北京3月30日電)

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