
“太陽(yáng)驅動(dòng)”號原型機。(自《經(jīng)濟學(xué)人》)
據《經(jīng)濟學(xué)人》雜志報道,日前一架太陽(yáng)能驅動(dòng)的飛機降落在美國舊金山附近的硅谷莫菲特機場(chǎng),準備在3月末進(jìn)行重新組裝。如果5月份順利開(kāi)始試飛,這架太陽(yáng)能飛機將經(jīng)停4個(gè)城市,最后飛往紐約。
這架飛機是名為“太陽(yáng)驅動(dòng)”項目的原型機,研究團隊希望探索制造僅使用太陽(yáng)能驅動(dòng)的飛機實(shí)現環(huán)球飛行所需要的條件。目前,原型機已在瑞士成功試飛了幾次。
“太陽(yáng)驅動(dòng)”項目發(fā)起人之一的伯特蘭·皮卡德(Bertrand Piccard)皮卡德與戰斗機飛行員安德烈·博爾施貝格(André Borschberg)聯(lián)合啟動(dòng)該項研究。皮卡德本人來(lái)自于冒險者世家,其祖父奧古斯特(Auguste)是駕駛熱氣球飛入平流層的第一人,其父親曾保持著(zhù)乘坐深海潛水器的下潛記錄。
事實(shí)上,太陽(yáng)能飛機的翼梁?jiǎn)?wèn)題讓項目組耽誤了一年時(shí)間,環(huán)球飛行計劃因此被推遲至2015年。項目組決定有效利用這段時(shí)間,讓原型機先在美國進(jìn)行試飛,如果出現了問(wèn)題,在陸地上降落比在海洋上更為容易。
太陽(yáng)能飛機并非新興事物。早在1981年,“太陽(yáng)能挑戰者”號飛機就曾經(jīng)依靠太陽(yáng)能飛躍英吉利海峽,其14.3米長(cháng)的機翼上裝滿(mǎn)了光伏電池。本次“太陽(yáng)驅動(dòng)”號原型機也是另一個(gè)龐然大物,翼展(飛機左右翼尖間的距離)長(cháng)達63.4米,超過(guò)了大型噴氣式客機,其機身與滑翔機一樣修長(cháng),單人駕駛艙非常狹窄,機翼上覆蓋了1.2萬(wàn)個(gè)光伏電池,可以為4個(gè)電驅動(dòng)螺旋槳提供動(dòng)力,同時(shí)為4組鋰聚合物電池充電。由于飛機需在夜間飛行,所以電池必不可少。
太陽(yáng)能飛機環(huán)球之旅大約需要五到六天的不間斷飛行,起飛之后向東飛行,沿著(zhù)北回歸線(xiàn)經(jīng)停每個(gè)大洲,其中包括在海上的長(cháng)距離飛行。太陽(yáng)能飛機的動(dòng)力僅相當于摩托車(chē),計劃中的飛行巡航速度為每小時(shí)70公里。由于僅能攜帶少量食物和水,太陽(yáng)能飛機的飛行里程最終受限于飛行員的體能極限。
重量是非常關(guān)鍵的因素,項目組估計,以目前的技術(shù)而言,雙人太陽(yáng)能飛機過(guò)于沉重,本次太陽(yáng)能飛機使用了超輕碳纖維來(lái)減輕重量。
不僅如此,環(huán)球飛行太陽(yáng)能飛機上也沒(méi)有足夠的空間來(lái)容納完整的自動(dòng)駕駛系統。項目的支持者之一法國Altran公司開(kāi)發(fā)了一種分系統。在平靜的天氣里,它會(huì )保持飛機指向正確的方向。如果遇上氣流,飛機偏斜5度以上,自動(dòng)駕駛系統會(huì )提醒飛行員進(jìn)行糾正,飛行員必須迅速做出反應來(lái)保持對飛機的控制。
在環(huán)球飛行中,地面人員會(huì )通過(guò)遙測來(lái)監控飛機,飛行員可以放低座椅,躺下休息20分鐘。項目組估計,對于防止睡眠不足來(lái)說(shuō),20分鐘的時(shí)間足夠了。整套程序在飛行模擬器中進(jìn)行了72小時(shí)不間斷測試,看起來(lái)似乎可行。
環(huán)球飛行一般選擇在風(fēng)力柔和的清晨起飛,上升至1萬(wàn)米高空,避開(kāi)所有的暴風(fēng)云。在此高度上,空氣非常稀薄,需要氧氣供給。由于沒(méi)有加壓駕駛艙,飛行員需要佩戴氧氣罩。但項目組不希望攜帶沉重的氧氣筒,一家工業(yè)氣體供應商正在開(kāi)發(fā)一種利用太陽(yáng)能來(lái)產(chǎn)生氧氣的系統。