經(jīng)過長達9年的準(zhǔn)備,2015年3月9日,太陽能飛機“陽光動力”2號在阿聯(lián)酋首都阿布扎比開啟了環(huán)球之旅,在長達3.5萬公里的飛行旅途中,它將經(jīng)阿拉伯海進入印度、中國,然后跨越太平洋前往美國,再經(jīng)南歐和北非返回起點。整個旅程將持續(xù)約5個月,預(yù)計于8月初完成。屆時,“陽光動力”2號將創(chuàng)造人類首次全部以太陽能為動力的環(huán)球載人飛行。
這個“不燒油飛全球”的大膽構(gòu)想由瑞士探險家貝特朗·皮卡爾于12年前首次提出。很快,一支科研團隊被組建起來,經(jīng)過了9年的努力,他們終于設(shè)計并制造出一系列能夠晝夜飛行的太陽能飛機。
太陽能飛機并不是“天上有太陽就能飛”這么簡單。例如,為了完成這樣的長距離飛行,當(dāng)然上面的電池板是越多越好,但如果電池裝得太多,飛機本身的重量又會太沉……如何保持平衡,可是一門大學(xué)問!
“陽光動力”2號飛機的總重僅有2.3噸。為了減輕重量,飛機大部分由碳纖維復(fù)合材料制成,其重量僅為25克/米3,比紙還要輕3倍!而它的兩個“翅膀”總長度則達到了72米,比波音747的機翼還要寬!機翼表面由17248個厚度僅為135微米的單晶硅太陽能片覆蓋。這些電池板上覆有一層厚度僅為17微米的樹脂薄膜,可以抵御紫外線和水的侵蝕。
在飛機的機翼上,裝有4個發(fā)動機艙。采用的新型發(fā)動機可以將功率損失降到最低。而配備的鋰聚合電池可為飛機提供足夠的備用能源,以保證飛機的夜間飛行。為了讓電池保持最佳工作狀態(tài),工程師們使用一種隔熱硬泡沫材料,將電池溫度始終保持在-20℃以上。
為了保證飛機在夜間能夠安全著陸,機翼上還安裝了16盞高亮度LED大燈。而且,它們都是貨真價實的“節(jié)能燈”,能耗不到100瓦,僅相當(dāng)于2只床頭燈。
飛機的駕駛艙采用了帶有微小空隙的泡沫絕緣材料,能夠很好地保持飛行員的體溫。駕駛艙的座椅下設(shè)有馬桶,還裝有降落傘和救生筏。這里還存放著飛行員的飲食補給,包括每天需要攝入的2.4公斤食品、1.5升水和1升能量飲料。
飛機在天上飛,地面支持必不可少?!瓣柟鈩恿Α?號的地面控制中心建在摩納哥,這里匯集了來自歐洲多國的氣象學(xué)家、數(shù)學(xué)家和工程師,能夠24小時不間斷地追蹤飛機和飛行員狀態(tài),分析各項數(shù)據(jù)。同時,這個中心還要負(fù)責(zé)與國際航空運輸協(xié)會及各國地面塔臺進行大量復(fù)雜的協(xié)調(diào)溝通,以保證“陽光動力”2號不要與其他飛機“撞車”。
每天,“陽光動力”2號在白天會攀升至8000米以上高空,以吸收太陽能,日落后則依靠電池和少量的推力進行滑行,緩慢下落至3000米高度。每一次攀升和降落都需要較理想的氣象條件配合。因此,地面中心還必須通過衛(wèi)星、其他地面監(jiān)控中心、互聯(lián)網(wǎng)等途徑收集信息,包括飛行高度、速度、位置、發(fā)電機功率和溫度、電池充電狀態(tài)等,以便隨時隨地為駕駛員提供幫助。
駕駛這架太陽能飛機的人正是它的“父親”——瑞士探險家貝特朗·皮卡爾。他和另外一名優(yōu)秀飛行員安德烈將輪流駕駛飛機完成這次環(huán)球之旅。因為“陽光動力”2號可在無人駕駛狀態(tài)下最多飛行20分鐘,所以他們進行了特殊的睡眠訓(xùn)練,將每天8個小時的連續(xù)睡眠變成每兩小時睡一次,每次不足20分鐘。如果到時候睡不著怎么辦?他們會通過做瑜伽和自我催眠來讓自己入睡!