
“太陽驅(qū)動”號原型機(jī)。(自《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》)
據(jù)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志報道,日前一架太陽能驅(qū)動的飛機(jī)降落在美國舊金山附近的硅谷莫菲特機(jī)場,準(zhǔn)備在3月末進(jìn)行重新組裝。如果5月份順利開始試飛,這架太陽能飛機(jī)將經(jīng)停4個城市,最后飛往紐約。
這架飛機(jī)是名為“太陽驅(qū)動”項目的原型機(jī),研究團(tuán)隊希望探索制造僅使用太陽能驅(qū)動的飛機(jī)實現(xiàn)環(huán)球飛行所需要的條件。目前,原型機(jī)已在瑞士成功試飛了幾次。
“太陽驅(qū)動”項目發(fā)起人之一的伯特蘭·皮卡德(Bertrand Piccard)皮卡德與戰(zhàn)斗機(jī)飛行員安德烈·博爾施貝格(André Borschberg)聯(lián)合啟動該項研究。皮卡德本人來自于冒險者世家,其祖父奧古斯特(Auguste)是駕駛熱氣球飛入平流層的第一人,其父親曾保持著乘坐深海潛水器的下潛記錄。
事實上,太陽能飛機(jī)的翼梁問題讓項目組耽誤了一年時間,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間,讓原型機(jī)先在美國進(jìn)行試飛,如果出現(xiàn)了問題,在陸地上降落比在海洋上更為容易。
太陽能飛機(jī)并非新興事物。早在1981年,“太陽能挑戰(zhàn)者”號飛機(jī)就曾經(jīng)依靠太陽能飛躍英吉利海峽,其14.3米長的機(jī)翼上裝滿了光伏電池。本次“太陽驅(qū)動”號原型機(jī)也是另一個龐然大物,翼展(飛機(jī)左右翼尖間的距離)長達(dá)63.4米,超過了大型噴氣式客機(jī),其機(jī)身與滑翔機(jī)一樣修長,單人駕駛艙非常狹窄,機(jī)翼上覆蓋了1.2萬個光伏電池,可以為4個電驅(qū)動螺旋槳提供動力,同時為4組鋰聚合物電池充電。由于飛機(jī)需在夜間飛行,所以電池必不可少。
太陽能飛機(jī)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,沿著北回歸線經(jīng)停每個大洲,其中包括在海上的長距離飛行。太陽能飛機(jī)的動力僅相當(dāng)于摩托車,計劃中的飛行巡航速度為每小時70公里。由于僅能攜帶少量食物和水,太陽能飛機(jī)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,雙人太陽能飛機(jī)過于沉重,本次太陽能飛機(jī)使用了超輕碳纖維來減輕重量。
不僅如此,環(huán)球飛行太陽能飛機(jī)上也沒有足夠的空間來容納完整的自動駕駛系統(tǒng)。項目的支持者之一法國Altran公司開發(fā)了一種分系統(tǒng)。在平靜的天氣里,它會保持飛機(jī)指向正確的方向。如果遇上氣流,飛機(jī)偏斜5度以上,自動駕駛系統(tǒng)會提醒飛行員進(jìn)行糾正,飛行員必須迅速做出反應(yīng)來保持對飛機(jī)的控制。
在環(huán)球飛行中,地面人員會通過遙測來監(jiān)控飛機(jī),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說,20分鐘的時間足夠了。整套程序在飛行模擬器中進(jìn)行了72小時不間斷測試,看起來似乎可行。
環(huán)球飛行一般選擇在風(fēng)力柔和的清晨起飛,上升至1萬米高空,避開所有的暴風(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(yīng)商正在開發(fā)一種利用太陽能來產(chǎn)生氧氣的系統(tǒng)。