近日，全球首款純太陽能飛機(jī)——“太陽能動(dòng)力”號(hào)完成跨越美國全境的飛行后，在紐約肯尼迪國際機(jī)場(chǎng)平穩(wěn)著陸。據(jù)悉，這架太陽能飛機(jī)的下一個(gè)目標(biāo)是在2015年實(shí)現(xiàn)環(huán)球飛行。
太陽能飛機(jī)是以太陽輻射作為推進(jìn)能源的飛機(jī)，其動(dòng)力裝置由太陽能電池組、直流電動(dòng)機(jī)、減速器等裝置組成，經(jīng)典的機(jī)型有“太陽神”號(hào)、“天空使者”號(hào)和“太陽能動(dòng)力”號(hào)等，其共同的特點(diǎn)是機(jī)翼面積較大。
太陽能飛機(jī)的發(fā)展始于上世紀(jì)70年代末。1981年7月7日，第一架以太陽能為動(dòng)力的“太空挑戰(zhàn)者”號(hào)以每小時(shí)50余千米的速度成功飛越英吉利海峽。雖然“太陽能動(dòng)力”號(hào)并非人類設(shè)計(jì)的第一架太陽能飛機(jī)，但跨越美國的飛行，使它成為首架由飛行員駕駛的、晝夜不間斷飛行的太陽能飛機(jī)。此前，“太陽能動(dòng)力”號(hào)曾于2005年實(shí)現(xiàn)了自瑞士至比利時(shí)的跨國飛行，并于次年5月實(shí)現(xiàn)了自瑞士至摩洛哥的跨洲飛行。
“太陽能動(dòng)力”號(hào)是一架單座電動(dòng)飛機(jī)，飛行速度最高可達(dá)每小時(shí)70千米，能在8500米的高空巡航。其重量大致與一輛小型汽車相同，但機(jī)翼卻長達(dá)63.4米，幾乎與波音747的翼展相同。事實(shí)上，太陽能飛機(jī)的秘密就藏在這個(gè)巨型機(jī)翼上——上面布滿了大約1.2萬個(gè)單晶硅太陽能電池。由于單位面積所能獲取的太陽輻射能量有限，為了獲取足夠的動(dòng)力，飛機(jī)必須有較大的、獲取光照的表面積。這樣，在白天的時(shí)候，太陽能電池不僅可提供飛行所需的能源，還可給360多千克的電池組充電，以保證飛機(jī)的4臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)獲得源源不斷的動(dòng)力。
太陽能飛機(jī)駕駛員皮卡爾認(rèn)為，太陽能動(dòng)力飛機(jī)的商業(yè)價(jià)值將在未來5年內(nèi)體現(xiàn)出來。事實(shí)上，“太陽能動(dòng)力”號(hào)這個(gè)項(xiàng)目的重點(diǎn)并非對(duì)航空技術(shù)的探索上，它更多是一個(gè)能源項(xiàng)目。如何實(shí)現(xiàn)太陽能的高效、可持續(xù)應(yīng)用，或許才是這個(gè)項(xiàng)目關(guān)注的焦點(diǎn)。研究人員希望通過低能耗的航空飛行，使人們意識(shí)到一個(gè)能源可持續(xù)的新時(shí)代就在眼前。太陽能飛機(jī)的到來，引發(fā)的很可能是能源領(lǐng)域的變革。一旦實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，將開啟一個(gè)全新的時(shí)代。
當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)還需攻克很多技術(shù)問題。以續(xù)航能力來說，太陽能飛機(jī)的驚人續(xù)航能力來自不竭的陽光。理論上講，只要能追上地球自轉(zhuǎn)的速度，太陽能飛機(jī)就可以永久飛行下去。但要追上地球的腳步，需要以接近音速兩倍的速度飛行，這恐怕只有超音速科技才能嘗試。不過，換個(gè)思路看，太陽能飛機(jī)要挑戰(zhàn)黑夜，也可以從電池上做文章：只要太陽能電池板的能量轉(zhuǎn)換率夠高、蓄電池的能量密度夠大、重復(fù)充電能力夠強(qiáng)、電動(dòng)機(jī)夠經(jīng)濟(jì)，太陽能飛機(jī)實(shí)現(xiàn)永久飛行就非遙不可及。
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