论文部分内容阅读
经过长达9年的准备，2015年3月9日，太阳能飞机“阳光动力”2号在阿联酋首都阿布扎比开启了环球之旅，在长达3.5万公里的飞行旅途中，它将经阿拉伯海进入印度、中国，然后跨越太平洋前往美国，再经南欧和北非返回起点。整个旅程将持续约5个月，预计于8月初完成。届时，“阳光动力”2号将创造人类首次全部以太阳能为动力的环球载人飞行。
这个“不烧油飞全球”的大胆构想由瑞士探险家贝特朗·皮卡尔于12年前首次提出。很快，一支科研团队被组建起来，经过了9年的努力，他们终于设计并制造出一系列能够昼夜飞行的太阳能飞机。
太阳能飞机并不是“天上有太阳就能飞”这么简单。例如，为了完成这样的长距离飞行，当然上面的电池板是越多越好，但如果电池装得太多，飞机本身的重量又会太沉……如何保持平衡，可是一门大学问！
“阳光动力”2号飞机的总重仅有2.3吨。为了减轻重量，飞机大部分由碳纤维复合材料制成，其重量仅为25克/米3，比纸还要轻3倍！而它的两个“翅膀”总长度则达到了72米，比波音747的机翼还要宽！机翼表面由17248个厚度仅为135微米的单晶硅太阳能片覆盖。这些电池板上覆有一层厚度仅为17微米的树脂薄膜，可以抵御紫外线和水的侵蚀。
在飞机的机翼上，装有4个发动机舱。采用的新型发动机可以将功率损失降到最低。而配备的锂聚合电池可为飞机提供足够的备用能源，以保证飞机的夜间飞行。为了让电池保持最佳工作状态，工程师们使用一种隔热硬泡沫材料，将电池温度始终保持在-20℃以上。
为了保证飞机在夜间能够安全着陆，机翼上还安装了16盏高亮度LED大灯。而且，它们都是货真价实的“节能灯”，能耗不到100瓦，仅相当于2只床头灯。
飞机的驾驶舱采用了带有微小空隙的泡沫绝缘材料，能够很好地保持飞行员的体温。驾驶舱的座椅下设有马桶，还装有降落伞和救生筏。这里还存放着飞行员的饮食补给，包括每天需要摄入的2.4公斤食品、1.5升水和1升能量饮料。
飞机在天上飞，地面支持必不可少。“阳光动力”2号的地面控制中心建在摩纳哥，这里汇集了来自欧洲多国的气象学家、数学家和工程师，能够24小时不间断地追踪飞机和飞行员状态，分析各项数据。同时，这个中心还要负责与国际航空运输协会及各国地面塔台进行大量复杂的协调沟通，以保证“阳光动力”2号不要与其他飞机“撞车”。
每天，“阳光动力”2号在白天会攀升至8000米以上高空，以吸收太阳能，日落后则依靠电池和少量的推力进行滑行，缓慢下落至3000米高度。每一次攀升和降落都需要较理想的气象条件配合。因此，地面中心还必须通过卫星、其他地面监控中心、互联网等途径收集信息，包括飞行高度、速度、位置、发电机功率和温度、电池充电状态等，以便随时随地为驾驶员提供帮助。
驾驶这架太阳能飞机的人正是它的“父亲”——瑞士探险家贝特朗·皮卡尔。他和另外一名优秀飞行员安德烈将轮流驾驶飞机完成这次环球之旅。因为“阳光动力”2号可在无人驾驶状态下最多飞行20分钟，所以他们进行了特殊的睡眠训练，将每天8个小时的连续睡眠变成每两小时睡一次，每次不足20分钟。如果到时候睡不着怎么办？他们会通过做瑜伽和自我催眠来让自己入睡！
这个“不烧油飞全球”的大胆构想由瑞士探险家贝特朗·皮卡尔于12年前首次提出。很快，一支科研团队被组建起来，经过了9年的努力，他们终于设计并制造出一系列能够昼夜飞行的太阳能飞机。
太阳能飞机并不是“天上有太阳就能飞”这么简单。例如，为了完成这样的长距离飞行，当然上面的电池板是越多越好，但如果电池装得太多，飞机本身的重量又会太沉……如何保持平衡，可是一门大学问！
“阳光动力”2号飞机的总重仅有2.3吨。为了减轻重量，飞机大部分由碳纤维复合材料制成，其重量仅为25克/米3，比纸还要轻3倍！而它的两个“翅膀”总长度则达到了72米，比波音747的机翼还要宽！机翼表面由17248个厚度仅为135微米的单晶硅太阳能片覆盖。这些电池板上覆有一层厚度仅为17微米的树脂薄膜，可以抵御紫外线和水的侵蚀。
在飞机的机翼上，装有4个发动机舱。采用的新型发动机可以将功率损失降到最低。而配备的锂聚合电池可为飞机提供足够的备用能源，以保证飞机的夜间飞行。为了让电池保持最佳工作状态，工程师们使用一种隔热硬泡沫材料，将电池温度始终保持在-20℃以上。
为了保证飞机在夜间能够安全着陆，机翼上还安装了16盏高亮度LED大灯。而且，它们都是货真价实的“节能灯”，能耗不到100瓦，仅相当于2只床头灯。
飞机的驾驶舱采用了带有微小空隙的泡沫绝缘材料，能够很好地保持飞行员的体温。驾驶舱的座椅下设有马桶，还装有降落伞和救生筏。这里还存放着飞行员的饮食补给，包括每天需要摄入的2.4公斤食品、1.5升水和1升能量饮料。
飞机在天上飞，地面支持必不可少。“阳光动力”2号的地面控制中心建在摩纳哥，这里汇集了来自欧洲多国的气象学家、数学家和工程师，能够24小时不间断地追踪飞机和飞行员状态，分析各项数据。同时，这个中心还要负责与国际航空运输协会及各国地面塔台进行大量复杂的协调沟通，以保证“阳光动力”2号不要与其他飞机“撞车”。
每天，“阳光动力”2号在白天会攀升至8000米以上高空，以吸收太阳能，日落后则依靠电池和少量的推力进行滑行，缓慢下落至3000米高度。每一次攀升和降落都需要较理想的气象条件配合。因此，地面中心还必须通过卫星、其他地面监控中心、互联网等途径收集信息，包括飞行高度、速度、位置、发电机功率和温度、电池充电状态等，以便随时随地为驾驶员提供帮助。
驾驶这架太阳能飞机的人正是它的“父亲”——瑞士探险家贝特朗·皮卡尔。他和另外一名优秀飞行员安德烈将轮流驾驶飞机完成这次环球之旅。因为“阳光动力”2号可在无人驾驶状态下最多飞行20分钟，所以他们进行了特殊的睡眠训练，将每天8个小时的连续睡眠变成每两小时睡一次，每次不足20分钟。如果到时候睡不着怎么办？他们会通过做瑜伽和自我催眠来让自己入睡！