人類是一個(gè)熱衷挑戰(zhàn)的物種。高的山,深的海,遠(yuǎn)距離的飛行,這些挑戰(zhàn)除了考驗(yàn)人的精神與體能,同時(shí)考驗(yàn)技術(shù)水平。好的潛水艇才能抵達(dá)大洋底部,好的飛行器才能飛躍整個(gè)星球。
隨手打開(kāi)任何一個(gè)表現(xiàn)未來(lái)的電影與電視節(jié)目,幾乎都可以看到同一個(gè)相似的場(chǎng)景:具有黑色表面的車輛與飛機(jī)安靜的前進(jìn)。太陽(yáng)能與電力驅(qū)動(dòng),這就是人類對(duì)未來(lái)交通工具的想像,也是比較合理的想像。Tesla的火爆是因?yàn)樽銐蚩?,但電力?qū)動(dòng)本身并不是什么新鮮事物。電力驅(qū)動(dòng)能量效率高,動(dòng)力高度可控,無(wú)需變速箱調(diào)整功率與扭矩,同時(shí)安靜、清潔。
但電力驅(qū)動(dòng)和傳統(tǒng)能源使用體驗(yàn)上的大不同,就是電力補(bǔ)充太慢。而無(wú)處不在的太陽(yáng)能剛好可以補(bǔ)上這個(gè)短板。目前,太陽(yáng)能光伏電池的效率大約在30%以下徘徊,一般采用并聯(lián)與電池儲(chǔ)存的方式達(dá)到增強(qiáng)續(xù)航和功率的要求。
陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào),世界大太陽(yáng)能飛機(jī)
初夏的江南。人們無(wú)意中抬頭,一架低空飛行的“怪飛機(jī)”正掠過(guò)藍(lán)天。在一對(duì)超過(guò)波音747翼展的巨翅下,有一個(gè)勉強(qiáng)能容納一人的飛行艙,年近六旬的貝特朗駕駛世界大的太陽(yáng)能飛機(jī)來(lái)到環(huán)球飛行的第6站。這天是22日。
2003年,太陽(yáng)能飛機(jī)還只是貝特朗腦子里的一個(gè)想法。今天,這架花費(fèi)了約1.5億瑞士法郎(折合人民幣近10億元)的太陽(yáng)能飛機(jī),終于實(shí)現(xiàn)了乘著陽(yáng)光環(huán)游世界。
陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)并非世界首架太陽(yáng)能飛機(jī),但是只有它踏上了環(huán)球飛行的探險(xiǎn)之旅,這必須歸功于它集合了薄膜光伏電池、碳纖維材料、飛控設(shè)計(jì)、電機(jī)等多項(xiàng)。
“22.7%的轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)是行業(yè)內(nèi)的水平了!而且,這些電池板厚度只有135微米,相當(dāng)于一根頭發(fā)絲。”東南大學(xué)太陽(yáng)能技術(shù)中心副主任王軍對(duì)此贊嘆不已。他介紹說(shuō),硅晶類光伏電池的轉(zhuǎn)換效率極限就是30%,普通光伏電池的轉(zhuǎn)換效率約為16%。
盡管如此,太陽(yáng)能提供的電力功率還是比較小。“這對(duì)飛機(jī)制造來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰(zhàn)!”東南大學(xué)汪昕副教授解釋,因此它必須首先克服“體重”問(wèn)題。陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)的機(jī)體使用碳纖維材料,承載能力高重量輕,其中碳纖維板材每平方米的重量?jī)H有25克,比普通紙張還要輕3倍,其強(qiáng)度卻達(dá)到飛行要求。
“對(duì)于民用飛機(jī)的設(shè)計(jì),翼展受到跑道寬度等因素的約束,往往是一項(xiàng)‘硬約束’。大的寬體飛機(jī)A380機(jī)型的80米翼展已是極限,而對(duì)于太陽(yáng)能飛機(jī)這樣的小飛機(jī)來(lái)說(shuō),72米已經(jīng)非常長(zhǎng)了。”南京航空航天大學(xué)鄭祥明副教授認(rèn)為,陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)巨大的翼展正是其空氣動(dòng)力設(shè)計(jì)大的特點(diǎn)之一。
差點(diǎn)和外灘親密“約會(huì)”
陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)是世界上首架進(jìn)行環(huán)球飛行的太陽(yáng)能飛機(jī),全程不使用一滴燃油,僅用太陽(yáng)能而已。陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)太陽(yáng)能飛機(jī)翼展達(dá)到72米,比波音747-8型的翼展還要寬3.5米;機(jī)長(zhǎng)22.4米,接近一個(gè)籃球場(chǎng)的長(zhǎng)度;機(jī)高6.37米,相當(dāng)于三層樓;而重量?jī)H有2.3噸,跟一輛汽車的重量相差無(wú)幾。“陽(yáng)光動(dòng)力”項(xiàng)目由瑞士探險(xiǎn)家貝特朗·皮卡德發(fā)起,聯(lián)合企業(yè)家、前瑞士空軍飛行員安德烈·博爾施伯格于2003年11月共同組建。
2015年3月,“陽(yáng)光動(dòng)力”2號(hào)飛機(jī)從阿布扎比出發(fā),預(yù)計(jì)在四到五個(gè)月的時(shí)間內(nèi),進(jìn)行25天左右的環(huán)球飛行,路程長(zhǎng)達(dá)35000公里。這項(xiàng)創(chuàng)舉也遇到諸多困難,在中國(guó)本來(lái)預(yù)計(jì)停留重慶和南京兩站,在重慶就因?yàn)樘鞖庠驅(qū)掖瓮七t起飛時(shí)間,而南京的起飛時(shí)間也一推再推,本來(lái)計(jì)劃5月5日從南京飛往夏威夷,后推遲到9日,又因天氣原因繼續(xù)推遲,近一次計(jì)劃起飛時(shí)間是5月26日凌晨三點(diǎn)從南京起飛,開(kāi)始飛越太平洋之旅,但是在起飛前幾個(gè)小時(shí)再次因?yàn)樘鞖庠蚨∠匠獭?br />
不過(guò)在中國(guó)停留期間,陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)除了維護(hù)和等待起飛窗口,也積極推進(jìn)了一個(gè)大膽計(jì)劃,就是在5月26日那天從南京起飛后,飛越上海時(shí)降低高度,從600米左右的高空掠過(guò)外灘、陸家嘴,并和上海中心“擦肩”而過(guò)。這個(gè)想法一直維持到起飛前3小時(shí)左右,終由于上海上空云層太厚才放棄。
被居民當(dāng)做UFO
來(lái)自日本媒體6月2日的報(bào)道消息稱,1日深夜,瑞士制造的“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”(SolarImpulse2)太陽(yáng)能飛機(jī)因天氣狀況緊急迫降日本名古屋機(jī)場(chǎng)。
據(jù)日本國(guó)土交通省表示,“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”原計(jì)劃于5月31日從中國(guó)南京祿口機(jī)場(chǎng)出發(fā),歷時(shí)5天跨越太平洋,然后飛往美國(guó)夏威夷,但6月1日突遇惡劣天氣而在當(dāng)天下午4時(shí)許迫降日本名古屋機(jī)場(chǎng)待命。
據(jù)悉,此次飛行預(yù)計(jì)耗時(shí)約5個(gè)月,全程共達(dá)21748英里,共分為12段航程,起點(diǎn)和終點(diǎn)都設(shè)在阿布扎比。本次共計(jì)約500小時(shí)的飛行任務(wù)由這個(gè)項(xiàng)目的兩位創(chuàng)始人、同時(shí)也是專業(yè)飛行員的伯特蘭皮卡德和安德烈博爾施伯格輪流擔(dān)任駕駛,途中將在阿曼、印度、緬甸、中國(guó)、美國(guó)、南歐或北美短暫停留。
“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”因在飛越日本海上空時(shí)突然遇到天氣變化而被迫降落在日本名古屋機(jī)場(chǎng),所幸兩位駕駛員均未受傷。飛機(jī)降落后,駕駛員安德烈·博爾施伯格在采訪中表示,“因?yàn)橥挥鰫毫犹鞖馑晕覀儾坏貌痪o急迫降,非常感謝日本政府給予我們及時(shí)的支持與幫助”。
另外,“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”在著陸前因需要慢慢降低高度所以在空中盤旋了2個(gè)多小時(shí),而在這期間,機(jī)場(chǎng)附近的警察和消防不斷接到居民的報(bào)告,紛紛擔(dān)心稱似乎看到了不明飛行物UFO。一位居住在愛(ài)知縣小牧市的男性說(shuō)道,“我看到天空中出現(xiàn)了一排亮光而且在慢慢向我靠近,因?yàn)椴恢滥鞘鞘裁此晕矣悬c(diǎn)害怕”。其實(shí)那些亮光是飛機(jī)機(jī)翼上發(fā)光的太陽(yáng)能電池。
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