飛行江湖之“神秘人物”

某大雁：聽說了嗎？最近飛行界出現(xiàn)了一個(gè)“神秘人物”，它身子不大，翅膀卻很長，喜歡穿一身黑衣裳，據(jù)說不吃不喝也能飛行5天5夜。

某仙鶴：不吃不喝飛行5天5夜？這怎么可能！就是飛機(jī)也要加油才能飛行呢。

某天鵝：這個(gè)事情我也聽說了。它確實(shí)不需要吃東西，也不用加油，只要陽光一照，它就動(dòng)力十足。今年它將要環(huán)球飛行。據(jù)可靠消息，2015年三月份它還將飛抵中國。

麻雀、燕子、烏鴉、海鷗相互對(duì)視，好奇心起：這個(gè)飛行界的“神秘人物”究竟是誰呢？

亞洲西部，阿聯(lián)酋首都阿布扎比，熱浪滾滾。那個(gè)在飛行界被津津樂道的“神秘人物”，剛剛被重新組裝完成。2015年1月6日，它從瑞士被運(yùn)到這里來。

如果你有機(jī)會(huì)近距離地接觸它，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它帥氣極了。它有一對(duì)細(xì)長細(xì)長的翅膀，翅膀張開的時(shí)候，翼展達(dá)到72米，甚至比傳統(tǒng)大型客機(jī)波音747-81還要寬。翅膀兩端微微上翹，顯示出酷酷的造型。翅膀前方有一圈金邊，在陽光下熠熠生輝。和長長的翅膀相比，它的身子則瘦小了很多。它的身體腹面是白色的，身體背面卻覆蓋著一層黑黑的盔甲。這層盔甲由一塊塊黑色“鱗片”狀物質(zhì)組成。這些“鱗片”，正是它無窮力量的來源。

它有一個(gè)好聽的名字“陽光動(dòng)力2號(hào)”。正是它，正在進(jìn)行著一次對(duì)飛行界來說，甚至是對(duì)整個(gè)人類來說都非常有意義的事情——環(huán)球飛行。

你們都猜對(duì)了，“陽光動(dòng)力2號(hào)”是一架太陽能飛機(jī)。而它身上的“鱗片”就是一個(gè)個(gè)太陽能光板。一起來看看這個(gè)“神秘人物”的真面目吧。

“陽光動(dòng)力”項(xiàng)目和“陽光動(dòng)力1號(hào)”

說到“陽光動(dòng)力2號(hào)”，就不得不說“陽光動(dòng)力”項(xiàng)目和“陽光動(dòng)力1號(hào)”。

“陽光動(dòng)力”項(xiàng)目發(fā)起人是瑞士的探險(xiǎn)家貝特朗·皮卡爾。早在2003年，皮卡爾就提出了太陽能飛機(jī)環(huán)球飛行構(gòu)想：他計(jì)劃駕駛太陽能飛機(jī)，經(jīng)過5次起降實(shí)現(xiàn)環(huán)球晝夜飛行，這就是“陽光動(dòng)力”項(xiàng)目。

2010年4月7日，“陽光動(dòng)力1號(hào)”首飛成功。2012年5月，它首次完成瑞士至比利時(shí)的跨國飛行。

·動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)

太陽能電池

白天，太陽能電池將多余的電能充入到機(jī)載鋰電池中，為夜間飛行儲(chǔ)備電能，因此，“陽光動(dòng)力2號(hào)”的動(dòng)力才能源源不斷。

螺旋槳驅(qū)動(dòng)器

“陽光動(dòng)力2號(hào)”具有4個(gè)螺旋槳驅(qū)動(dòng)器。螺旋槳驅(qū)動(dòng)器是飛機(jī)的關(guān)鍵部件，對(duì)太陽能飛機(jī)的飛行起著舉足輕重的作用，它的構(gòu)成、工作原理和控制方式具有獨(dú)特的設(shè)計(jì)。

·太陽能飛機(jī)設(shè)計(jì)

材質(zhì)輕

用來制造太陽能飛機(jī)的碳纖維材質(zhì)很輕，每平方米的質(zhì)量為25克，是同樣面積與厚度的紙張的1/3。

設(shè)計(jì)時(shí)速和高度

無風(fēng)情況下時(shí)速70千米，順風(fēng)時(shí)速可達(dá)100多千米，最高可飛至9 000米高空。

“陽光動(dòng)力2號(hào)”太陽能飛機(jī)

“陽光動(dòng)力2號(hào)”是“陽光動(dòng)力1號(hào)”的升級(jí)版，飛機(jī)翼展達(dá)到72米。機(jī)身裝有17 248個(gè)太陽能電池板，總面積280平方米，為飛機(jī)上4個(gè)電動(dòng)馬達(dá)提供電力。為了儲(chǔ)備能量供夜間飛行，飛機(jī)上載有633千克的鋰電池。飛機(jī)重2.3噸。為盡可能減輕重量，飛機(jī)上僅可乘坐1人?！瓣柟鈩?dòng)力2號(hào)”配有衛(wèi)生間，這點(diǎn)也比“陽光動(dòng)力1號(hào)”人性化了很多。

·飛行難度

受天氣影響大

“陽光動(dòng)力2號(hào)”飛機(jī)的飛行速度比較慢，容易受到天氣、風(fēng)速的影響，因此無法在惡劣的天氣里飛行，需要?dú)庀髨F(tuán)隊(duì)做好氣象預(yù)測工作。

晝夜溫差大

因考慮到耗能和機(jī)身重量問題，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)并沒有為飛機(jī)加入加壓和供暖系統(tǒng)。白天氣溫最高可達(dá)40℃，而到了晚上又可能降到-20℃。因此，飛行員將穿著指尖和腳尖有保暖設(shè)備的特殊服裝，以適應(yīng)溫度的變化。

最難航程

因?yàn)椤瓣柟鈩?dòng)力2號(hào)”是一架單座飛機(jī)，只能容納一名飛行員，因此，只有在降落到地面并做停留時(shí)，駕駛員才能稍做休息或進(jìn)行換班。

本次環(huán)球飛行中最長的一段航程是從南京飛往夏威夷，將歷時(shí)5天5夜，橫跨整個(gè)太平洋。在這段航程中，飛行員基本不眠不休，只能每隔3小時(shí)休息20分鐘。

太陽能飛機(jī)的環(huán)球之旅

人類是一個(gè)熱衷挑戰(zhàn)的物種。最高的山、最深的海、最遠(yuǎn)距離的飛行，這些挑戰(zhàn)除了考驗(yàn)人的精神與體能，同時(shí)也考驗(yàn)著技術(shù)水平。最好的潛水器才能抵達(dá)大洋底部，最好的飛行器才能飛躍整個(gè)地球。那么，想乘著“陽光動(dòng)力2號(hào)”環(huán)球飛行的飛行員又是什么樣的人呢？

愛探險(xiǎn)的飛行員

2009年，美國《大眾科學(xué)》上刊登了一則熱氣球不停站環(huán)球飛行的故事。“百年靈軌道飛行器3號(hào)”熱氣球從瑞士出發(fā)，歷時(shí)19天21小時(shí)47分鐘，飛行距離為45 755千米。氣球的兩位駕駛員中，就有“陽光動(dòng)力”項(xiàng)目的聯(lián)合創(chuàng)始人貝特朗·皮卡爾。皮卡爾是精神病學(xué)專家和探險(xiǎn)家，也正是那次熱氣球之旅，激發(fā)了他有關(guān)“陽光動(dòng)力”飛機(jī)制造的最初設(shè)想。

“陽光動(dòng)力2號(hào)”的另一位飛行員是安德烈·博爾施伯格，他是一名工程師和企業(yè)家。他組建并領(lǐng)導(dǎo)一支由80人組成的技術(shù)團(tuán)隊(duì)來執(zhí)行太陽能飛機(jī)項(xiàng)目，目前已經(jīng)投資1.7億美元。

“陽光動(dòng)力2號(hào)”環(huán)球飛行路線

2015年3月，“陽光動(dòng)力2號(hào)”從阿布扎比啟程。之所以選擇中東為起飛點(diǎn)，是看中了當(dāng)?shù)氐牡驮茥l件。飛機(jī)將經(jīng)阿拉伯海，進(jìn)入印度、緬甸、中國，然后跨越太平洋前往美國，再飛往南歐和北非，最終回到起點(diǎn)。整個(gè)旅程將耗時(shí)4～5個(gè)月，飛機(jī)預(yù)計(jì)于今年夏天飛回始發(fā)地阿布扎比。

在途經(jīng)中國時(shí)，“陽光動(dòng)力2號(hào)”分別在重慶和南京著陸停留。選擇重慶和南京作為?？空?，主要原因是這兩個(gè)地方?jīng)]有太大的風(fēng)，氣象條件比較好。

溫差波動(dòng)大 一日歷冬夏

太陽能飛機(jī)和普通的客機(jī)畢竟不同，在乘坐“陽光動(dòng)力2號(hào)”環(huán)球飛行時(shí)，會(huì)遇到哪些困難呢？

飛行員安德烈說：“在飛行中，其實(shí)有很多困難，因?yàn)槲覀兠刻於家逝? 000米的高度，這就相當(dāng)于世界最高山脈喜馬拉雅山的高度?！卑滋欤w機(jī)的高度很高，以避開氣流并最大化利用太陽能；而到了晚上，飛機(jī)則處于半滑翔狀態(tài)，飛行高度也逐漸降低到1 500米高度。由于“陽光動(dòng)力2號(hào)”的機(jī)艙不是密閉的，沒法保持溫度恒定，白天陽光下溫度急劇升高，熱的時(shí)候可以達(dá)到40℃，而晚上最寒冷的時(shí)候，溫度能達(dá)到-20℃。一天中相當(dāng)于經(jīng)歷了夏天和冬天，這對(duì)宇航員的身體來說，是一項(xiàng)非常大的挑戰(zhàn)。

睡眠時(shí)間通常在20分鐘以內(nèi)

在“陽光動(dòng)力2號(hào)”環(huán)球飛行的路線上，最長的距離要飛5天5夜不停歇，那飛行員在飛機(jī)上吃什么？困了怎么辦呢？

安德烈說：“我們努力讓飛行員在飛機(jī)上的生活盡可能地節(jié)能、高效。我們也研制了一些特殊的食物，能夠經(jīng)歷溫度驟變而依舊保鮮。普通的食物在經(jīng)歷-20℃到40℃的環(huán)境變化之后，很快便無法食用。因此，我們和一家瑞士公司合作，研制了一些能夠在不同溫度下食用的食物。這些食物既可以加熱食用，也可以在常溫或低溫下食用?！?/p>

研究人員在駕駛艙還設(shè)計(jì)了特殊的座椅，其靠背能夠往后放至水平，可讓飛行員向后躺下，并調(diào)整姿勢。飛行員在飛機(jī)上的睡眠時(shí)間通常在20分鐘以內(nèi)，“陽光動(dòng)力”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)認(rèn)為20分鐘足夠讓飛行員恢復(fù)精力，并且能讓飛機(jī)處于無人駕駛狀態(tài)的時(shí)間盡量縮短，以便能更好地操控飛機(jī)。

另外，5天5夜不上廁所也是不可能的。所以在“陽光動(dòng)力2號(hào)”上，就配備了“廁所”。飛機(jī)上的“廁所”與飛行員的座椅一體相連，當(dāng)飛行員“內(nèi)急”時(shí)，便能夠“就地解決”，跟在家里上廁所基本上沒太大差別。

太陽能飛機(jī)的未來發(fā)展

目前來說，“陽光動(dòng)力2號(hào)”是唯一不使用化石能源即可晝夜飛行的飛機(jī)，它將人類開拓進(jìn)取的精神推向了新的高度，在探險(xiǎn)史和航空史上具有劃時(shí)代的意義。同時(shí)，這次“陽光動(dòng)力2號(hào)”環(huán)球之旅也象征著人類對(duì)新能源的探索精神，以及對(duì)未知旅程和身體極限的挑戰(zhàn)。

安德烈說：“通過‘陽光動(dòng)力2號(hào)的首次環(huán)球飛行，人們會(huì)意識(shí)到這是一個(gè)具有里程碑意義事件的開端，就好像當(dāng)時(shí)萊特兄弟發(fā)明飛機(jī)、查爾斯·林伯格駕駛飛機(jī)橫越大西洋一樣，他們實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)飛行，而我們則是探索發(fā)現(xiàn)了如何利用清潔的太陽能實(shí)現(xiàn)飛行。我們所想要做的，而且已經(jīng)在進(jìn)行中的，就是研發(fā)一款能夠替代人造衛(wèi)星的太陽能無人機(jī)，飛行高度高于普通飛機(jī)所在的大氣平流層，6個(gè)月持續(xù)不間斷地完成通信等功能，繼而拓展我們的手機(jī)通信信號(hào)，將互聯(lián)網(wǎng)信號(hào)傳送至更遠(yuǎn)，這要比發(fā)射人造衛(wèi)星劃算得多。這就是我們未來的計(jì)劃，而且已經(jīng)開始在實(shí)驗(yàn)和開發(fā)了?！?