DeepTech深科技 麻省理工科技評論傾力打造 4月23日,“陽光動力2號”成功降落在位于硅谷的莫菲特機場(Moffett Airfield) 編者注:1903年,萊特兄弟向全世界證明了人類也可以像鳥兒一樣在天空中自由翱翔。2015年,來自瑞典的兩位飛行員:貝特朗·皮卡爾和安德烈·博爾施伯格,駕駛著他們的“陽光動力2”號開啟了環(huán)球飛行的壯舉,而且,全程不使用一滴化石燃料,完全依靠太陽能。如果說萊特兄弟當(dāng)年證明了人類可以飛,“陽光動力2號”則向世人展示了一種完全清潔的未來飛行方式。
也有很多人認為“陽光動力2號”的環(huán)球飛行其實只是個噱頭,它在24小時內(nèi)收集的太陽能僅僅夠波音747離地一瞬間,而且速度太慢,無法支持商業(yè)飛行。但從萊特兄弟1903年發(fā)明世界上第一架飛機,到1949年第一架噴氣式客機“彗星號”投入商業(yè)運營,只用了46年。在現(xiàn)今技術(shù)爆發(fā)性發(fā)展的趨勢下,誰又敢斷言,太陽能飛機不是未來人類可行的飛行方式之一?
就如飛行員皮卡爾意味深長的那句話:“陽光動力2號不是用來載客,而是用來承載信息的:駕駛著它來進行環(huán)球飛行,本身就是一個向全世界推廣清潔能源的絕佳方式?!?/span> 2015年3月正式啟程時,“陽光動力2號”曾受到全球媒體的熱捧。但去年7月,從日本飛抵夏威夷后,飛機的電池損毀,而且一修就是9個月,“陽光動力2號”也逐漸淡出了人們的視線。直到4月23日,在經(jīng)過62小時的連續(xù)飛行后,最終成功跨越太平洋,并降落在加州山景城。以下視頻就是“陽光動力2號”降落后對兩位飛行員的采訪,除了技術(shù)原理說明,還詳細展示了飛行員在只有3.8m3的空間內(nèi)是如何“吃喝拉撒做運動”的… … @DeepTech深科技字幕組 十三個月,兩萬公里,九個城市
2015年3月,兩位瑞士飛行員貝特朗·皮卡爾(Bertrand Piccard)和安德烈·博爾施伯格(André Borschberg)從阿布扎比開始了他們的非凡之旅。他們駕駛著“陽光動力2號”(Solar Impulse 2)飛行了超過12000英里(約19300公里)。途中沒有消耗一滴化石燃料,這是人類史上一次里程碑式的航行。
13個月后,“陽光動力2號”終于成功跨越太平洋,于4月23日在加州山景城(Mountain View)著陸。還剩最后兩程,這架太陽能飛機就將被載入人類的飛行史冊。
目前,他們已完成了9段飛行:從阿布扎比出發(fā),途徑馬斯喀特、艾哈邁達巴德、瓦拉納西、曼德勒、重慶、南京、名古屋(天氣原因迫降)、夏威夷、舊金山。接下來,他們將飛往紐約,在做短暫休整后,計劃于今年夏天抵達最初的起點阿布扎比,完成整個環(huán)球飛行。 “陽光動力2號”環(huán)球飛行線路圖
皮卡爾駕駛“陽光動力2號”于2015年3月31日降落在重慶江北國際機場 “只要我們愿意,它可以永遠待在天上”
其實早在2002年,瑞士陽光動力公司就啟動了該項目?!瓣柟鈩恿?號”從設(shè)計到建造耗時13年,投入資金1.5億美元。贊助方來自瑞士、德國、法國、比利時、土耳其、美國等眾多國家。飛機的核心部件則來自全球12家企業(yè),包括瑞士ABB、美國SunPower,德國Air Energy等12家公司。
“陽光動力2號”的翼展達72米,跟波音747相當(dāng)。整機重量2.3噸,相當(dāng)于一輛SUV。飛行速度為每小時60英里(約每小時96公里)。機翼上鋪有17248塊太陽能板,且已升級為全新的單晶硅薄膜太陽能電池,能量轉(zhuǎn)化效率約為22.7%。在正常光線條件下,只需6小時就可將電池充滿,足以保證飛機晝夜航行。 “陽光動力2號”與波音747尺寸對比圖 “陽光動力2號”結(jié)構(gòu)及各項參數(shù) 材料性能方面,“陽光動力2號”的設(shè)計原則是盡量減輕重量以容納更多的電池。機身采用碳纖維蜂窩夾層材料,單位面積只有普通打印紙重量的三分之一。
電池性能方面,“陽光動力2號”使用了德國Air Energy公司的電池,單個電池的能量密度達到260瓦時每千克,該公司聲稱他們的技術(shù)已領(lǐng)銜工業(yè)界兩年以上。此話并不夸張,因為像松下、三星等大廠的產(chǎn)品,充電速度都要慢得多。 工作人員正在鋪設(shè)太陽能板
當(dāng)然,“陽光動力2號”也會遇到鋰聚合物電池的通?。簻囟葘﹄姵厝萘亢娃D(zhuǎn)換效率的影響。尤其是夜間飛行時,如果電池出現(xiàn)問題,飛行員恐怕只能選擇棄機跳傘了。于是,研發(fā)團隊采用了NASA慣用的方法——為電池組加熱。他們在整個發(fā)動機吊艙內(nèi)安裝了溫控系統(tǒng),使其保持25℃的最佳工作溫度。
“陽光動力2號”使用的德國Air Energy電池組 “當(dāng)你向東飛行時,夜晚會相對較短,這才能保證我們有足夠的動力儲存來應(yīng)對夜間飛行,”皮卡爾說,“在電力充沛時,飛機最高時速可達每小時100英里(約160公里/小時),但為了穩(wěn)妥起見,我們把速度控制在60英里/小時(約96公里/小時)?!?/p> 駕駛艙控制系統(tǒng)及儀表板
在“陽光動力2號”的研發(fā)過程中,取得了很多技術(shù)突破。研發(fā)人員開發(fā)了更輕的材料,并將太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率最大化。同時,他們還設(shè)計了一個符合人體工程學(xué)的駕駛艙,里面的傳感器可以對飛行員體征進行實時監(jiān)測。
但是由于飛機體積有限,飛行員在駕駛艙里沒有足夠的活動空間,他們只能輪流駕駛飛機。好在兩位飛行員快熬出頭了,再過幾個月他們就將大功告成。 “陽光動力2號”駕駛艙及體征監(jiān)測系統(tǒng) 在去年7月的一次飛行中,“陽光動力2號”從日本飛到夏威夷。這次航行打破了單次飛行最長距離的世界紀(jì)錄,但是飛機的電池也因此燒壞了。所以,“陽光動力2號”被迫停留在夏威夷瓦胡島長達近十個月,在更換了新的電池組和溫度控制系統(tǒng)后才終于重新踏上征程。 飛越舊金山上空
如今,“陽光動力2號”重返蒼穹,兩位飛行員也終于看到了勝利的曙光?,F(xiàn)在,他們正從加州飛往紐約,預(yù)計可以在夏末于中東完成他們的環(huán)球飛行。 “陽光動力2號”飛行路線圖
“陽光動力2號承載的是未來清潔飛行的理念”
在所有的大型交通工具中,飛機是最不環(huán)保的,因為飛機在單位距離每位乘客所排放的CO2是最多的。皮卡爾和博爾施伯格希望通過此次航行來促進人們清潔飛行的意識。 工作人員在機艙中安裝電池組
為了使飛行更環(huán)保,很多航空公司都在押注生物燃料。今年3月份,美國聯(lián)合航空公司(United Airlines)計劃在洛杉磯國際機場(LAX)定期執(zhí)飛只使用生物燃料的航班。
其實太陽能飛機的可行性并不太高,因為大型飛機所需要的動力要比“陽光動力號”多得多,短期內(nèi)不太可能有太陽能客機出現(xiàn)。但這并不重要,“陽光動力號”環(huán)球之旅的目的在于促進對清潔能源的研究與發(fā)展。
“一天夜里,我望著月亮在海面上的倒影,忽然有那么一瞬間,我感到自己與世隔絕,同時又躊躇滿志,”皮卡爾在加州著陸后說道,“歲月如斯,不枉此生。” DeepTech深科技編輯整理,轉(zhuǎn)載須授權(quán)。 《五十大突破技術(shù)》深度剖析版 麻省理工科技評論出版 首部中文圖書 |
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