巴黎航展:皮卡德和他的“陽光動力”太陽能飛機
由瑞士著名探險家貝特朗·皮卡德率領的團隊研制的太陽能飛機——“陽光動力”5月13日早上在瑞士西部帕耶納的一個機場起飛,途徑法國和盧森堡,12小時59分鐘后抵達布魯塞爾扎芬特姆機場,順利完成了第一次飛出瑞士的洲際飛行。有報道說,接下來到5月底,該機將在布魯塞爾進行展示,目的是展示綠色能源高科技成就,然后飛往法國參加巴黎航展。
該機首次試飛是在2010年4月,續航87分鐘,爬高到1200米。3個月后又完成了連續26小時的晝夜飛行,創造太陽能飛機的較長飛行時間紀錄。根據研發計劃,2013年將使用尺寸更大的飛機完成環球飛行。
皮卡德其人
今年53歲的皮卡德是瑞士人,1999年3月21日他和英國人布賴恩·瓊斯一起,乘“百年靈熱氣球三號”用時19天21小時55分飄行了40000多千米,完成了世界上第一次乘熱氣球不間斷環球旅行,轟動全球。
作為主駕駛的皮卡德出生自冒險世家,上溯兩代都是著名的冒險家。其祖父奧古斯特·皮卡德第一個乘坐熱氣球到達平流層,距地面16000米;其父雅克·皮卡德首次用潛水器潛到水下10916米的太平洋較深處。皮卡德的職業是精神科醫生,但他熱衷于空中冒險。1992年,為紀念哥倫布發現美洲大陸,他參與了第一次熱氣球橫越大西洋活動,這次飛行使他產生了環球飛行的念頭。在瑞士手表制造商百年靈公司的贊助下,他先后進行了3次嘗試,前兩次均以失敗告終,第三次終于如愿以償。
而1999年的熱氣球飛行又觸發了皮卡德開發太陽能飛機的新計劃。那次飛行,氣球上帶著3.7噸燃油,但在埃及降落時,只剩下區區47千克燃油。燃油短缺幾乎導致探險失敗,使氣球有可能葬身大西洋而不是降落在北非沙漠。“希望讓飛行擺脫對化石燃料的依賴性”,這個設想促成皮卡德和他的同事開始一項新的探險。
2004年6月29日,皮卡德和博世伯格創辦了太陽動力公司。他們確定公司的終極目標是:通過努力,較終讓人類較現代化的交通工具也能擺脫對化石燃料的依賴。皮卡德不無自豪地說:“當你的父親和祖父已挑戰過各式各樣的‘不可能’,你自然要想一想自己應該要干什么。”他認為當前較大的“不可能”就是擺脫對化石燃料的依賴,因為所謂氣候變暖等環境問題的癥結,正是源自對化石燃料的依賴,這種依賴造成油價不斷上升、環境持續惡化,給民航和汽車等行業帶來不利影響,企業由此出現破產重組潮,進而引發失業率攀升等社會問題,從而加劇貧困。
為了實現目標,皮卡德和同事展開一系列活動募集資金,同時通過制定多層次的私人贊助計劃獲得一些名人的私人贊助。
2009 年6月,陽光動力公司制造出第一架驗證機HB-SIA型,2010年4月首次飛行。皮卡德說:“首次飛行只是朝成功走出的第一步,今后要實現夜間飛行、尤其是較后的環球飛行,還有很長很長的路要走。人類的未來取決于我們迅速轉向使用可再生能源的能力。‘陽光動力’旨在證明利用能節約自然資源的太陽能和技術所能達到的水平。”
接著,“陽光動力”在首次晝夜試飛中,創造了26小時零9分的不間斷飛行紀錄。駕駛飛機的是皮卡德的第一合伙人、項目總裁、探險家安德烈·博世伯格。這次飛行朝著只用太陽能進行環球飛行的目標更前進了一步。博世伯格在飛機著陸后對記者表示:“我們取得的成績超出預想,每個人都興奮不已。這個夜晚真是漫長,所以,看到黎明的第一縷陽光時,感覺就像是上帝給我們大家的禮物。”
如今,“陽光動力”又成功飛出瑞士進行了洲際飛行,下一步的目標是2012年飛越大西洋,2013年利用收集足夠數據后制造出新飛機HB-SIB進行環球飛行。環球航行初步設想要停5站,分別是歐洲、印度、中國、夏威夷(太平洋太大了,必須有個落腳點)以及美國本土。屆時,中印兩國或亞洲將因此能深入參與到這個計劃中來。”
“陽光動力”太陽能飛機
“陽光動力”太陽能飛機用超輕碳纖維材料制成,重1600千克(相當于一輛普通轎車質量),其中電池板的重量就有400千克。飛機使用1.2萬個太陽能電池板吸收太陽能,它們閃閃發光,厚度只有幾張紙那么薄,上面鑲著數千個光伏電池,它們覆蓋了整個機翼的表面。當太陽光照射到電池板上時,電池板會產生電流,并用產生的電能推動發動機。多余的電能將被儲存在飛機的蓄電池中,在太陽落山后,這些保存的電能能夠使飛機繼續飛行。
飛機的翼展63.4米,與空中客車A340飛機相當,平均飛行速度可達70千米/時,較大飛行高度8500米。為減輕飛機重量,駕駛基本是機械操縱,沒有使用大量電子設備,甚至連機身都是貼薄膜,沒有涂油漆。
據透露,即使目前太陽能電池板的轉換效率較以前有很大增加,但是仍然只能利用小部分的太陽能。當前HB-SIA使用的光伏面板轉換效率大約為20%,盡管歐米茄的技術表明還有10%的提升空間,但飛機因此必須飛到9000米的高空才能吸取足夠的光熱。此外,即使飛機于北半球夏天進行環球飛行,日照時間更長,但由于太陽升降期間與地平線形成的角度偏低,光伏面板其實無法在整個白晝都吸取到光熱,因此“有長達14小時需要使用電池飛行,若電池有問題或儲能不足,飛機不排除自9000米高空墜毀的可能”。
展望未來
如果“陽光動力”飛機的環球飛行計劃在2013年獲得成功,它將為人們開辟一條更為清潔的空中運輸道路。與現在使用從化石中提煉的燃油的飛機不同,太陽能飛機不會排放二氧化碳等污染物,噪聲很小。但是,研究團隊清醒地表示,太陽能飛機技術短期內還不會取代傳統的航空推進技術,目前研制太陽能飛機的總體目標只是為了測試和推廣新能效技術,證明零排放空中旅行是可行的,以此喚起人們開發和利用可再生能源的熱情。
即使環球飛行完成之后,要真正令太陽能飛機商用化,還有漫漫長路要走。與1927 年查爾斯·林白駕駛的飛機完成單人飛越大西洋一樣,當年他從美國東海岸紐約單人不著陸直飛法國巴黎,創造了當時很多人認為不可能的奇跡,但僅僅是證實飛機有用于空中運輸的潛力,民航真正的大發展是在第二次世界大戰以后。今天的“陽光動力”和當年林白的座機一樣,無法承載駕駛員以外的乘客,但機翼長度卻達 64米,與A340相仿。要造出一架如A340般載客量的太陽能飛機,無論是飛機的材料、制造技術、電子設備、太陽能電池板的效率,還是機場跑道等都需要來一番徹底的革命。
相關閱讀:
- ...2011/06/22 16:23·巴黎航展:空客斬獲大量訂單波音凸顯困境
- ...2011/06/22 16:07·巴黎航展:無人攻擊機
- ...2011/06/22 15:30·中國航天星箭器產品亮相巴黎航展
- ...2011/06/22 15:28·巴黎航展:EADS無人機
- ...2011/06/21 10:38·巴黎航展于20日拉開帷幕 太陽動力成亮點
- ...2011/06/21 10:21·巴黎航展花絮:參展空客A380飛機撞上機場建筑
- ...· Efinix® 全力驅動AI邊緣計算,成功推出Trion™ T20 FPGA樣品, 同時將產品擴展到二十萬邏輯單元的T200 FPGA
- ...· 英飛凌亮相進博會,引領智慧新生活
- ...· 三電產品開發及測試研討會北汽新能源專場成功舉行
- ...· Manz亞智科技跨入半導體領域 為面板級扇出型封裝提供化學濕制程、涂布及激光應用等生產設備解決方案
- ...· 中電瑞華BITRODE動力電池測試系統順利交付北汽新能源
- ...· 中電瑞華FTF系列電池測試系統中標北京新能源汽車股份有限公司
- ...· 中電瑞華大功率高壓能源反饋式負載系統成功交付中電熊貓
- ...· 中電瑞華國際在電動汽車及關鍵部件測評研討會上演繹先進測評技術