近日,全球首款純太陽能飛機(jī)“太陽能動力”號完成跨越美國全境的飛行后,在紐約肯尼迪國際機(jī)場平穩(wěn)著陸。據(jù)悉,這架太陽能飛機(jī)的下一個目標(biāo)是在2015年實現(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),其動力裝置由太陽能電池組、直流電動機(jī)、減速器等裝置組成,經(jīng)典的機(jī)型有“太陽神”號、“天空使者”號和“太陽能動力”號等,其共同的特點是機(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力的“太空挑戰(zhàn)者”號以每小時50余千米的速度成功飛越英吉利海峽。雖然“太陽能動力”號并非人類設(shè)計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,“太陽能動力”號曾于2005年實現(xiàn)了自瑞士至比利時的跨國飛行,并于次年5月實現(xiàn)了自瑞士至摩洛哥的跨洲飛行。
“太陽能動力”號是一架單座電動飛機(jī),飛行速度最高可達(dá)每小時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。事實上,太陽能飛機(jī)的秘密就藏在這個巨型機(jī)翼上上面布滿了大約1.2萬個單晶硅太陽能電池。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臺發(fā)動機(jī)獲得源源不斷的動力。
太陽能飛機(jī)駕駛員皮卡爾認(rèn)為,太陽能動力飛機(jī)的商業(yè)價值將在未來5年內(nèi)體現(xiàn)出來。事實上,“太陽能動力”號這個項目的重點并非對航空技術(shù)的探索上,它更多是一個能源項目。如何實現(xiàn)太陽能的高效、可持續(xù)應(yīng)用,或許才是這個項目關(guān)注的焦點。研究人員希望通過低能耗的航空飛行,使人們意識到一個能源可持續(xù)的新時代就在眼前。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。一旦實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,將開啟一個全新的時代。
當(dāng)然,要實現(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)、電動機(jī)夠經(jīng)濟(jì),太陽能飛機(jī)實現(xiàn)永久飛行就非遙不可及