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世界最大太阳能飞机开启中国行程

2015-04-01 09:50 | 来源:

 

  3月31日凌晨,世界最大太阳能飞机“阳光动力”2号在重庆机场降落。

  3月31日凌晨,在重庆江北国际机场,“阳光动力”2号太阳能飞机进入专用机库。新华社发

  3月31日凌晨,“阳光动力”2号飞行员安德烈·博尔施伯格(左)与本段航程的飞行员贝特朗·皮卡德(右)握手。 新华社发

  3月31日1时35分,从缅甸曼德勒起飞的全球最大太阳能飞机“阳光动力”2号,在历经20小时29分航行1500公里后,犹如一只巨大的风筝,安静地降落在重庆江北国际机场。

  “阳光动力”2号于本月9日从阿联酋阿布扎比起飞开始环球飞行,将在全球12个站点降落,中国重庆是其第5个降落点,随后该飞机将在中国南京停留,接着将飞往夏威夷、凤凰城等地,并最终返回起飞地阿布扎比。

  “阳光动力”2号展示开拓创新

  瑞士驻华大使戴尚贤博士与重庆市人民政府艾扬副秘书长共同在机场迎接太阳能飞机的到来。大使称此架飞机为“瑞士向我们共同的未来的献礼”,并高度称赞了“阳光动力”2号团队的壮举,以及两人从三月初开始环球飞行向整个世界展示的开拓精神和创新理念。

  “‘阳光动力’2号是世界上首架进行环球飞行的太阳能飞机,全程不使用一滴燃油,仅用太阳能而已。这确实是天空中的奇迹,”大使对媒体表示,“两位瑞士探险家在冒险旅程展现的开拓精神和创新理念也非常令人惊叹。在这冒险旅程的背后则是他们所传达的重要信息:在创新的精神和明确的目标的指引下,我们可以保证一个可持续的未来,这也是瑞士长期以来所坚持的。”

  大使同时也向中国官方表示谢意,感谢他们为飞机顺利抵达重庆以及在南京的停留提供的支持。“我们也借此机会向中国官方表示感谢。正是有了他们的支持飞机才得以在中国顺利降落,并且举办一系列活动,传播可持续发展这一重要理念,”大使说。

  谈航程 从曼德勒到重庆最艰难

  “阳光动力”2号团队介绍说,从曼德勒到重庆的航程是目前为止最难的一段。

  据介绍,本次航行中为飞越群山,飞行员需要在旅程一开始驾驶飞机做陡峭的爬升动作,而群山所带来的长时间高维度飞行,使驾驶员在只有3.8立方米的常温无加热驾驶舱里仅能靠氧气面罩进行高空作业,同时还要对抗骤降到零下20摄氏度的低温。皮卡德是“阳光动力”2号的两名瑞士飞行员之一,也是此次航程的飞行员,他不仅要面临零下20摄氏度的极寒和中国云南和四川的多山地形,还要飞越中缅边境附近的一处战乱地区。

  因为太阳能飞机受天气影响很大,“阳光动力”2号在曼德勒停留了一个多星期,等候中国西南部气象条件改善,此前曾数次推迟重庆之行。这次的飞行距离很长,飞行20多个小时,于31日凌晨在重庆江北机场降落。之所以选择在半夜降落,是因为这个时段民用航班起降最少,尽可能减少对机场航班的影响。

  尽管预报显示中国的天气以晴朗为主,但皮卡德等人认为重庆的低空强风仍是此次飞行的一大挑战。

  这架太阳能飞机,从降落的那一刻,充分展示了清洁能源技术的重要魅力。飞机犹如一只巨大的风筝,以很慢的速度安静地在机场上空滑翔,然后轻盈地降落在跑道上。10余名地勤人员走上前去,毫不费力地就将这架仅有一辆小轿车重的飞机推进了专用机库。

  讲科普 两位飞行员现身中学

  出于对该次环球飞行是基于“公益宣传”的考虑,在遵循有关法律法规的前提下,重庆海关专门针对“阳光动力”2号来渝给予“最高礼遇”快捷通关放行。海关启动了绿色通道,特别针对“阳光动力”2号飞行团队的保障人员、飞行员及其携带的设备,1小时就完成了原本要2天才可完成的通关程序。

  3月31日,由中国科协、瑞士大使馆、瑞士阳光动力联合举办的“阳光动力科普中国行”首个地面活动在重庆巴蜀中学开幕。活动邀请了“阳光动力”2号的两位飞行员,向上千名重庆中小学生介绍环球飞行计划,讲解新能源、新材料、航空飞行及其协同创新等相关知识技术。

  “阳光动力”2号接下来将飞往南京,并在南京禄口国际机场做停留,为接下来的连续五天五夜飞越太平洋的极具挑战性的飞行做准备。

  “阳光动力”2号在重庆可能会遇到一个问题:根据天气预报,重庆未来几天的天气状况不好,如果“阳光动力”2号不能马上离开,那么它也许要在重庆等待约一周左右。

  迎挑战 一人单飞5昼夜跨越太平洋

  整个航程中最困难的一段,要数从中国到美国的跨太平洋飞行。因为,飞行员将独自一人飞行5个昼夜,每隔4小时可以休息一会儿,每次最多只能睡20分钟。

  为了让整体重量尽可能地轻,飞机的驾驶舱中只能容下一名飞行员。飞行中的所有数据包括气象数据都将传输到位于欧洲摩纳哥的控制室。在这里,由一名总控制师,综合空中飞行管制员、气象学家、数学算法工程师,以及机械电子工程师的所有情报,并通过通讯员给飞行员提供信息,从而替代传统民航飞行中副驾驶员的作用。

  不论是从飞机设计本身,还是航材选用、地面机修保障,以及控制中心等多个领域,“阳光动力”2号都运用了高科技材料和算法优化。尽管如此,这架太阳能飞机依然十分脆弱。它在转弯时不能像普通民航飞机那样可以达到30度的倾角,而是只能达到5度,因此只能缓慢地转弯。在提升和下降的时候,也都只能缓慢进行。更不要说遇到乱流等复杂天气情况,因此需要飞行员保持时刻警惕。因此,虽然在设计上,只要把座椅放平飞行员就可以半屈体卧睡,但是考虑到人体在睡眠25分钟后会进入深度睡眠,所以,飞行员胳膊上的震动报警器会在此之前把他叫醒。

  揭秘

  谁开发了这架飞机?

  “阳光动力”由瑞士精神病学医生、探险家贝特朗·皮卡德发起,联合企业家、前瑞士空军飞行员安德烈·博尔施伯格于2003年11月共同组建,公司总部位于瑞士洛桑。

  2009年,他们造出“阳光动力”1号,并于当年6月实现首飞。2014年4月,2号机问世。

  皮卡德家族是科学探险界当之无愧的“豪门”。皮卡德1999年挑战乘热气球环球旅行,当时就经过中国。

  皮卡德的祖父奥古斯特·皮卡德1931年乘自制热气球上升到15781米高空,是人类首次到达平流层。而他的父亲雅克·皮卡德1960年成为下潜到世界大洋最深处——马里亚纳海沟沟底的第一人。

  如何实现减重?

  飞机的骨架、太阳能板、电池及各个部件都使用了超轻的材料。“阳光动力”项目技术专家介绍,他们为“阳光动力”2号研发了十几项超轻材料和新技术,机身使用的碳纤维蜂窝夹层材料每立方米仅重25克,密度是纸张的1/3,其强度却达到飞行要求。

  除了机身轻,“阳光动力”2号的动力系统也极具科技含量。洛桑联邦理工学院参与了“阳光动力”2号研发,该校战略项目负责人帕斯卡对记者表示,“阳光动力”2号机翼上镶有大约1.7万块太阳能电池板,这些电池板每块仅厚135微米,相当于人类的一根头发丝。

  为了满足昼夜飞行的需求,发动机吊舱中安装了633公斤重的锂离子电池。这样,太阳能电池板所产生的电量,除了供其日间飞行外,还可以实现夜间飞行。有了能量储备,飞机也不用担心碰到阴雨天气。

  节能也是“阳光动力”2号的强项。“阳光动力”项目CEO兼飞行员安德烈·博尔施伯格表示,飞机上几乎每一个零部件都是为了给飞机提供动能而加载上去的,我们在这个过程中尽量把能耗减少到最低。

  比如,为确保飞机着陆的能见度,欧米茄专门为“阳光动力”2号开发出一种采用了LED灯的轻型着陆系统,该系统包括16盏着陆灯、电源线、变压器等部件,总重量不超过2千克,总功率只有100瓦。

  哪些因素影响飞行?

  “这架飞机对气象条件的要求比普通飞机高得多。”刚跟随“阳光动力”2号后勤保障组抵达重庆的科学松鼠会成员瘦驼解释说,作为太阳能飞机,首先要保证足够的光照,所以天气要基本晴朗。

  第二,也是非常重要的一点,“阳光动力”2号“很怕风”。

  “这跟飞机设计有关。”瘦驼告诉记者,因为“阳光动力”2号整体设计是节能,所以飞机要轻,要用最少的能源飞最远的距离,所以它有一个巨大的滑翔机翼。这个机翼注定了它对气流变化非常敏感。瘦驼表示,因为飞机太大、又很轻,所以受风影响很大。

  瘦驼表示,重庆是山城,上空会产生强烈气流变化,因此重庆也是航路中降落难度最大的地点。“就好像说,路面有点颠簸,而这个车平衡又比较差,很容易翻车。”

  为何选在凌晨着陆?

  “阳光动力”2号的降落,对机场会有较大影响,所以机场保障要求高。瘦驼表示,“阳光动力”2号只有正常飞机1/10的速度,“就好像有个小孩刚学会走路要过马路,所有飞机都要停下让它,而且要让好多时间。”

  因为飞得很慢,“阳光动力”2号会影响正常航班起降。前后20分钟,大约一个小时不能起降。为了避免这种情况,在大机场起降都选择在午夜,比如前一站缅甸就是当地时间凌晨三点半。

  如何选择停留地点?

  按照行程,在历时5个月的环球飞行中,“阳光动力”2号共停留12个地方。那么是如何选择的呢?

  瘦驼表示,这是综合考虑的结果。“比如为什么赶在3月一定要从印度起飞,就是为了躲开印度季风季节。”瘦驼告诉记者,印度的季风从5月份开始,所以在这之前必须穿过南亚来到中国。同时还要考虑到中国的梅雨天气,都是很复杂的计算。

  瘦驼称,其实重庆的气流并不特别平稳。但相对成都来说,成都周边有青藏高原、青城山等,气流变化更大。能见度对飞机也有影响。瘦驼说,一般能见度低也意味着气流状况不太好。如果云太高也不行,会影响太阳能系统的工作效率。

  至于停机的条件,瘦驼表示,它有一个便携式机库,能够保障干湿环境、雨雪天气等飞机的停靠,所以对停机场的要求并不高。

  谁来负责后勤保障?

  瘦驼说,“阳光动力”2号保障分工很细,连舱门谁来拿都是专人负责。据介绍,整个团队共130多人。跟机的分为媒体宣传和地面保障团队。媒体宣传分为视频、电视、多媒体、地方媒体公关等;地面保障团队有维护飞机、处理机库收放日常维护、专人收拾飞行员装备、专人和空管部门打交道确定航路等。

  而更多主力则在摩纳哥的飞行控制中心,负责远程监控。控制中心有飞行模拟器,模拟气象条件能否飞行,还有气象保障小组、工程保障小组。瑞士还有工厂,一旦有需求马上要把零件做出来。

  环球之旅

  飞行员经受心理

  和生理极限挑战

  今年3月,“阳光动力”2号飞机从阿布扎比出发,预计在四到五个月的时间内,进行25天左右的环球飞行,路程长达35000公里。

  对于飞行员而言,这是一次对心理和生理的极限挑战。博尔施伯格曾在瑞士空军服役多年,具有驾驶战斗机的经历。同时,他还是工程师、麦肯锡咨询师、投资人和企业家。“阳光动力”项目发起人兼飞行员皮卡德表示,他的祖父和父亲都是冒险家,“祖辈父辈上天入海,创下了难以超越的纪录,自己只好挑战连续飞行纪录了。”

  飞机驾驶舱只有3.8平方米,除去驾驶台和驾驶员坐椅外,几乎没有供飞行员活动的空间。飞行员在空中的饮食、如厕、活动都会受到限制。皮卡德对此毫不在意,他说,赞助公司给他们设计了特制食物,不仅能保证营养充足,这种食物在食用后还会发生化学反应,给飞行员提供热量。如厕设备就放在驾驶员坐椅下方,使用起来并不麻烦。

  “阳光动力”项目商业推广主管格里高利介绍说,为了减轻重量,飞机并没有安装加热和减压设备,飞行员将面对零下30℃到30℃的温差变化。对于这一挑战,博尔施伯格说,两名飞行员都经过特别训练,加上高科技保温飞行服,他们并不担心气温和气压问题。

  长达5昼夜的飞行,将考验飞行员的心理极限。皮卡德说,飞行过程中飞行员每隔4小时才能躺在坐椅上休息20分钟,其间飞机将借助科技设备由地面系统辅助驾驶。为了适应飞行,飞行员借助瑜伽、冥想和催眠术进行锻炼。

  “阳光动力”2号是单座飞机,每次飞行只允许1名飞行员驾驶。这意味着,飞机4月从南京跨越太平洋的飞行途中,飞行员必须单独完成连续五昼夜的飞行。谁将负责飞行?面对记者的提问,博尔施伯格表示,关键要看天气情况和飞行员的身体状态。他同时强调,每当自己驾机飞上蓝天,远离生活的烦扰时,如同隐居天空,其实是一种享受。(本报综合报道)

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