太阳能飞机还在对付阴天

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  拉巴特时间6月5日午夜,一架翼展60米开外、与空客A340或波音777相仿的飞机停在摩洛哥首都的停机坪上。它5月24号从瑞士帕耶讷起飞,途经法国、西班牙,越过直布罗陀海峡飞抵至此。它就是“太阳驱动”号,近两年颇受瞩目的太阳能动力飞机。受直布罗陀海峡多风天气影响,“太阳驱动”号在马德里逗留了约10天。6月21号上午7点,“太阳驱动”号从拉巴特起飞,历经17个小时的飞行穿越摩洛哥南部沙漠地区,最终抵达瓦尔扎扎特。
  尽管早在N个世纪前地中海就被人揶揄为欧洲的内湖,然而这次飞行的确算得上是一次跨洲之旅。虽然飞行速度堪称“原始”,但对于这架完全的太阳能动力飞机来说,可算一次了不起的旅行。
  大、笨、轻的飞鸟
  拥有4台发动机的“太阳驱动”号,重量只相当于一辆家用轿车。
  其动力系统是通过翼展上1.2万块太阳能电池板,向飞机的4台电动发动机提供所需动力,同时将多余电力贮存在蓄电池内,供夜间飞行使用。既然拥有完整的动力系统,“太阳驱动”号名副其实是飞机,而不是滑翔机。只是,“太阳驱动”号的巡航时速仅50公里左右,最高时速120公里,这天上飞的简直比地上跑的还要慢。其最高飛行高度9000多米,而且爬升速度也较慢。总体说来,其飞行性能和20世纪30年代的双翼飞机在伯仲之间。
  事实上,2011年,“太阳驱动”号曾在欧陆飞行。比如,从巴黎的布尔歇机场飞往瑞士伯尔尼,由安德烈·博尔施伯格执飞,耗时12小时31分。2011年的巴黎航展,“太阳驱动”号虽然最终赶上了展会,但颇费了一番周折。首先,大雨和强风使起飞不得不推迟一段时间,也使电池无法有足够时间在阳光下充电,电量不足;起飞后,又发现云层比估计的厚,飞机不得不在一个较低高度飞行,耗能高于平时;此外,飞行员无法收回飞机的起落架。
  本次2012年的跨洲之旅,由贝特朗·皮卡尔执飞。按皮卡尔的说法,升空将近10小时后,他才爬升至5500米高度。在寒冷高空以45公里时速巡航,他需要借助氧气面罩呼吸。
  与太阳能动力汽车相比,飞机“太阳驱动”号面临着高空中低温的挑战,要知道普通电池一遇到低温,电能将迅速耗尽。还有,发动机、蓄电池以及机体的材料,许多是由超轻碳纤维打造,很娇嫩。太阳能电池白天一边驱动飞机飞行,一边给总重400公斤的聚合物锂电池充电,飞机清晨从马德里起飞,到下午时,机载电池已全部充满,天一擦黑,飞机只能依靠白天积蓄的电力巡航。
  倡导环保的使者
  专家认为,从科学技术的角度去打量“太阳驱动”号,它并没有特别新的技术。事实上,实现其太阳能动力转化的蓄电池系统,是一家名为SunPower的公司提供的。而该公司在2011年12月8日宣布,为瑞士洛桑实现太阳能动力(Solar Impulse)飞机2014年环游世界提供太阳能电池技术。
  据这家位于美国加州圣何塞的太阳能电池板制造商介绍,其Maxeon技术被选用是因为其太阳能电池具有业界领先的效率和厚度,厚度平均只有135微米,对动力与飞机重量比极为重要。
  “太阳驱动”号项目由皮卡尔2003年发起,10年研发期间的费用总计1亿美元,对私人来说当然是一笔巨款,可对于搞航天工程的国家来说,实在算不了什么。这次飞行后,研发团队打算改进技术,重新打造一架新型飞机,2014年完成一次日夜兼程的环球飞行,飞行中经停5地。
  SunPower公司届时将使用约22000块该公司的太阳能电池。不过,即使是未来的第二架飞机,其电池将被结合到飞机的机翼和水平尾翼上,产生效率也仅仅达到22.7%,差不多比蒸汽机高出5个百分点而已。
  比起航天领域的太阳能帆板收集太阳动力,这样的蓄电池技术很“小儿科”。所以皮卡尔说:“‘太阳驱动’号的意义不在于要用太阳能驱动普通飞机,而是要展示我们可以借助太阳能完成许多不可思议的任务,用新技术,用太阳能量,不用一滴油,完成我们在空中、在地面的许多事情……这架飞机上的所有技术都可以应用于日常生活。”
  换言之,“太阳驱动”号就如同一个形象大使。之所以要从马德里飞到摩洛哥,无疑南欧和北非充裕的阳光,是实现太阳能产业的较佳地点。事实上,“太阳驱动”号预定在拉巴特停留5天,随后于6月中旬飞往摩洛哥南部瓦尔扎扎特省,参加由国王穆罕默德六世揭幕的太阳能发电厂开工仪式。媒体披露,此家发电厂规模空前,预定目标是2020年前实现2000兆瓦的产能。它是摩洛哥新能源国家战略的一部分,是摩洛哥降低对化石燃料依赖度的主角,是摩洛哥计划中对欧洲出口电力的主要生产基地。
  “我们飞到摩洛哥”,皮卡尔说,“是为了表达我们对摩洛哥引领打造太阳能项目的敬重。” 事实上,“太阳驱动”号2011年的飞行时间,也与欧洲最大的环境会议绿色周(Green Week)同时。
  对现年54岁的皮卡尔而言,无动力飞行是一个已经实现、却又没有完全实现的梦。他1999年3月1日至20日与英国飞行员布赖恩·琼斯一同创造人类首次乘热气球不间断环球飞行纪录。对于他来说,无动力飞行不过是冒险生涯的一部分而已。当然,飞机一直是生态学家眼中可怕的污染源,一架波音747飞机排放的污染物相当于500辆汽车的排放量,由此零排放飞机一直是飞机工业发展的梦想。
  “太阳驱动”号保持的纪录
  它是世界上最大的太阳能动力飞机。
  2010年,它成为第一架日夜飞行的有人驾驶太阳能飞机。
  它也是迄今飞得最高的有人驾驶太阳能飞机,最高飞行高度9235米。
  它还以26小时10分19秒成为同类飞机中最长单次飞行时间的保持者。
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