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陽光動力2號太陽能飛機的最新航程

2015年3月10日,太陽能動力飛機“陽光動力二號成功完成第二天航程環球飛行,抵達印度。

在未來五個月,“陽光動力二號”還將飛越地球各大洲,並穿越太平洋和大西洋。飛越兩大洋將是對全太陽能飛機的重大考驗。

這壹項目的合夥人和執行總裁安德烈·博爾施伯格(Andre Borschberg)同伯特蘭·皮卡德***同擔當駕駛飛機的任務。從阿布紮比到阿曼首都馬斯喀特的第壹程是由安德烈·博爾施伯格控制的。

飛行的第二天,飛機於當地時間清晨6點35分從馬斯喀特起飛,於當地時間夜間23點25分抵達印度薩達爾·瓦拉巴伊·帕特爾國際機場。

飛機的下壹程將飛往印度北部的瓦拉納西。 2015年3月19日7點52分,陽光動力2號由貝特朗-皮卡爾駕駛,又踏上了新的征途!本次第四段航程由印度的瓦拉納西前往緬甸曼德勒,飛行距離約1408公裏,預計飛行時間為20小時。

北京時間2015年3月19日21點21分,貝特朗-皮卡爾駕駛陽光動力2號成功降落緬甸曼德勒國際機場,至此環球飛行第四階段,印度瓦拉納西至緬甸曼德勒的航程圓滿結束。

速度創出新紀錄

從瓦拉納西至曼德勒的航段總距離1408公裏,實際用時13小時29分。本航段借助順風的高速氣流,陽光動力2號創造了新的速度紀錄,達到216公裏每小時,總體時間也比預期節省了不少。 2015年3月30日,陽光動力2號”(SolarImpulse2從緬甸第二大城市曼德勒起飛,飛往中國重慶市。此次飛行是這架太陽能飛機環球之旅的第五段行程。

此前,因天氣原因,“陽光動力2號”團隊在曼德勒等待壹周多時間,直至中國西南地區天氣情況改善,適合“陽光動力2號”飛行。

此次行程長達1375公裏,預計將花費18個小時。此外,因為多數時間是在高緯度飛行,皮卡德需要使用自帶氧氣。

全球最大太陽能飛機於2015年3月31日淩晨1:35抵渝 ,將在重慶多待幾天。 2015年4月21日晚23:28,飛機緩緩落地,經過17個多小時的飛行,備受矚目的世界最大太陽能飛機——“陽光動力”2號,終於從重慶抵達其環球之旅的第六站南京,順利完成唯壹壹段完全在中國境內的航程。

南京是太陽能飛機環球之旅的第六站。按計劃,將在南京停留20天,期間將舉辦系列參觀訪問活動,之後繼續向東飛越太平洋前往美國。 1931年5月27日,瑞士發明家奧古斯特·皮卡爾(Auguste Piccard)搭乘自制熱氣球上升到15781米的高空,是人類首次到達平流層。前前後後,他總***進行了27次熱氣球飛行,最終的紀錄為23000米。

奧古斯特不愧為壹位探險家。從20世紀30年代中期開始,他開始轉變興趣,將目光從天空轉向海洋。他對所設計的熱氣球艙體進行壹些改造,能適用於深海潛水。

奧古斯特的第二艘深海潛艇命名為“特裏雅斯特號”(Trieste),1960年,這艘潛艇載著奧古斯特的兒子雅克·皮卡爾(Jacques Piccard),下潛到了馬裏亞納海溝最深處的“挑戰者深淵”。

(Solar Impulse)項目的創始人之壹,正是他的孫子——探險家兼精神科醫生貝特朗·皮卡爾(Bertrand Piccard)。貝特朗本人駕駛了這架純太陽能驅動的飛機,從馬德裏飛抵摩洛哥,實現了19小時的連續飛行。他還獲得了2012年度聯合國環境規劃署頒發的“地球衛士獎”。

皮卡爾家族的血管裏,壹定燃燒著飛翔的基因。 陽光動力並不是世界上第壹架太陽能飛機,但它絕對是最具雄心壯誌的壹架飛機。畢竟,之前的太陽能飛機從未在夜間實現過載人飛行。

20世紀70年代,市場上出現了可以購買得起的太陽能電池,太陽能航空史也由此開始。人們從模型飛機起步,壹直到20世紀80年代,世界上才出現了首架載人太陽能飛機。

在美國,由保羅·麥克格雷迪(Paul MacCready)領導的團隊設計研發了飛行器“幻影企鵝”號(the Gossamer Penguin),並為接下來的“陽光挑戰者”號(theSolar Challenger)鋪平了道路。“陽光挑戰者”最大功率為2.5千瓦,於1981年成功飛越了英吉利海峽。它接連進行了幾次數百公裏的航行,壹次能持續飛行幾小時。與此同時,歐洲的岡特·羅切爾特(Paul MacCready)也實現了其“陽光1號”(theSolar Challenger)飛行器的首飛。其上裝有2500個光伏電池,***能創造出2.2千瓦的功率。

1990年,美國人埃裏克·雷蒙德駕駛“追日者”號太陽能飛機,分21段飛越美國領土,飛行時間***計121小時,前後將近2個月。其中最長的壹段飛行距離為400公裏。“追日者”是壹架太陽能滑翔機,機翼角度30度,凈重89千克,裝有非晶矽太陽能電池。

20世紀90年代中葉,又有幾架太陽能飛機橫空出世,加入到貝爾林格競賽(the ‘Berblinger’ competition)中去。該競賽的目標是,飛機能在電池助力下爬升到海拔450米高度,並在至少500瓦/平方米的太陽能電力供應下保持水平飛行,相當於赤道地區正午時太陽能提供的能量。

該競賽於1996年由德國斯圖加特大學(Stuttgart University)的沃特·尼茨曼恩教授(Voit-Nitschmann)帶領的團隊壹舉拿下。他們駕駛的飛機名為伊卡魯斯2號,翼展25米寬,機身裝有26平方米的太陽能電池板。

此外值得壹提的還有為美國航空環境公司(AeroVironment)制造的太陽神航空器,雖然它不能載人,但它的地位仍不容小覷。這架能實現遠程操控的飛行器有著超過70米的翼展,並於2001年創下了爬升高度將近海拔3萬米的記錄。但兩年之後,它在飛行途中遭遇氣流,墜毀在了太平洋中。

2005年,美國AC Propulsion公司的創始人艾倫·科考尼(Alan Cocconi)操控壹架翼展5米寬的無人駕駛飛機,僅靠太陽能連續飛行了48小時。由於飛機上裝載的太陽能電池可以收集和儲存能量,此類飛行器首次實現了完整的夜間飛行,

2010年7月9日至23日,QuinetiQ公司的Zephyr無人機實現了長達336小時22分鐘的無間斷飛行,飛機重27千克,翼展12米,飛行高度為海拔21562米。 陽光動力項目——用數字說話:

12年的可行性研究,概念形成,設計和建造

50名工程師和技術人員

80位技術合作夥伴

100位以上顧問和供應商

1架樣機(陽光動力1號,註冊名HB-SIA)

1架最終成品機(陽光動力2號,註冊名HB-SIB)

挑戰1:能源供應——如何飛越海洋與大陸

太陽能電池

安裝了超過17,000塊太陽能電池板,每天可以產生340千瓦時的電量,覆蓋面積達269.5平方米。更精確地說,機翼、機身和水平尾翼上***安裝有有17248個厚度僅為135微米的單晶矽電池,從而在輕盈度、柔韌性和效率(23%)中實現最佳平衡。

為了實現空氣動力性能最大化,陽光動力2號的機翼長度甚至超過了波音747,長達72米!

蓄電池

能源由太陽能電池板收集後,將被儲存在鋰聚合物電池中,其能量密度優化至260瓦時/千克。電池密封在高密度泡沫中,安裝在四個發動機艙內,並有壹個系統控制蓄電池的充電閥和溫度。電池的總重量為633千克,僅占飛機總重的四分之壹。

為了節約能量,飛機白天將攀升到8500米高空,夜間則會在1500米高度低空飛行。

挑戰2:飛行距離——超過35000千米

發動機

24小時平均功率為15馬力,相當於壹架小型摩托車發動機。最大功率為70馬力(4臺17.5馬力發動機)。

機翼下方安裝了4個無刷、無感應發動機,每個能產生17.4馬力(13.5千瓦)的動力,還有壹個減速齒輪,將直徑4米的兩葉片螺旋槳的轉速限制在525轉/分鐘。整個系統的效率是94%,創下了能源效率的新記錄。

速度

陽光動力的速度與汽車基本壹致,最大飛行速度140千米/小時(77節),最小36千米/小時(20節)。

於海平面飛行時,最大飛行速度90千米/小時(49節),最小45千米/小時(20節)。

於最高海拔飛行時,最大飛行速度140千米/小時(77節),最小57千米/小時(31.5節)。

挑戰3:機身重量——輕如鴻羽

輕盈

在安德烈·波許博格的領導下,工程師們發揮超凡技術,均衡降低整個結構的重量。每增加壹克重量,就要在別的地方相應減少壹克,這樣才能在飛機上安放足夠的電池同時營造壹個可讓飛行員生活壹周時間的駕駛艙環境。最終,陽光動力2號的重量與壹輛小型箱型貨車相差無幾,僅為2,300千克!

陽光動力項目促進了碳板材領域的創新,其重量輕達25克/平方米,僅為打印紙張的三分之壹。

堅固性

機身由復合材料(碳纖維和蜂窩夾層結構)構成。

機翼上部表面覆以密封太陽能電池組成的隔層,下部表面為高強度柔性薄層。機翼內每隔50厘米(20英寸)設置了140根碳纖維肋條,從而形成符合空氣動力學的隔面,同時也保證了機翼的堅固性。 第壹項,高效太陽能電池板,僅厚135微米。

“陽光動力2號”機翼上安裝有17248塊超薄、高效太陽能電池板。而這些電板非常薄,每塊僅厚135微米,相當於人類的壹根頭發絲。

第二項,安裝鋰離子電池, 陰天、晚上照樣飛。

連續5天5夜不間斷的飛行,在晚上或陰天沒有太陽的時候飛機怎麽飛行?飛機上安裝有能源轉換、能源儲存以及其它增強能源效率的技術。安裝這些設備就是為了滿足晝夜飛行的需求,發動機吊艙中安裝了633公斤重的鋰離子電池。這樣,太陽能電池板所產生的電量,除了供其日間飛行外,還可以實現夜間飛行。有了能量儲備,飛機也不用擔心碰到陰雨天氣。

第三項,絕緣膜,為飛機電池和飛行員保溫。

飛機上應用了許多新型的復合材料絕緣膜,這種絕緣膜能為電池和飛行員保溫,這些技術已經運用在壹些冰箱和冷凍產品上了。

第四項,飛行員累了 ,開啟自動飛行模式。

“陽光動力”2號所使用的人機互動技術,在飛行員疲憊的情況下,可以開啟自動飛行模式,也不用擔心出現異常情況,在飛機上設有通話、網絡等設備,可隨時與地面聯絡。飛機可以在無人控制的情況下飛行20分鐘,摩納哥(歐洲西南部國家)境內的壹個控制中心,有操控員和工程師們隨時監控著飛機,壹旦有情況支持人員會叫醒飛行員。

這樣的壹項高大上的技術,飛機研發人員預測,將有希望用於盲人導航,疲勞度監測技術可用於提高司機駕駛安全。

第五項,特制食物 ,溫度驟變仍新鮮。

特殊的食物,能夠經歷溫度驟變而依舊保鮮。食物贊助公司研發人員說:“普通的食物在經歷零下20攝氏度到零上30攝氏度的環境變化之後,很快便無法食用。因此,我們和壹家瑞士公司合作,研制了壹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,也可以常溫或低溫食用。”特制食物不僅能保證營養充足,在食用後還會發生化學反應,給飛行員提供熱量。

第六項,能量調度器 ,飛機故障時重新實現能源平衡。

在“陽光動力2號”中,配備有壹臺能量調度器,如果“陽光動力”飛機的四臺引擎中的壹臺遇到故障,該調度器能將能源供給由電力不足的引擎切換到運轉良好的引擎上去,從而重新實現能源平衡。新型直流電駕駛艙使得飛機儀表板內部的電子設備的減重上實現了巨大突破,其重量足足減少了50%。 瑞士3月9日發行全球最大太陽能飛機“陽光動力”2號首次環球飛行紀念幣。瑞士紀念幣發行公司在壹份公報中說,僅靠太陽能進行環球飛行在以前是不可想象的,此次試飛將向全球推廣使用清潔能源的理念。

該枚銀質紀念幣面值為20瑞士法郎,發行量有限,能夠買到這枚紀念幣的幸運者將從預訂者中抽簽產生。 2013年夏天,陽光動力號歷時兩個多月,從西到東,最終完成了飛越美國的歷史性使命。它作為革命性的創新項目,僅僅通過壹架飛機就撬開了超凡技術之門和人類的冒險精神。

在飛機沿途停靠的城市,很多人前來參觀陽光動力號,他們中既包括重要的政界、商界和意見領袖,也包括合作夥伴、學生和公眾。

在飛越美國的任務中,陽光動力首次發起了“清潔壹代”的全球倡議。這項倡議旨在團結誌同道合的人們,讓大家壹起為清潔技術創新搖旗吶喊。同時,隨著任務的進行,陽光動力號項目吸引了越來越多的支持者。支持者的名字都被存到了USB鑰匙中,在飛機座艙中隨飛行員飛越全美國。

路線:從舊金山(加州)啟程,經過鳳凰城(亞利桑那)、達拉斯(德克薩斯)、聖路易斯(密蘇裏州),在辛辛那提(俄亥俄州)短暫停留後,最終飛向首都華盛頓和紐約。 2015年春夏的某壹天,妳可能會看到這樣壹幕:壹架翼展超過波音747、僅靠太陽能驅動的飛機飛過這座城市的上空,只能容納壹人的機艙裏是壹位62歲的瑞士老頭。

62歲,這個年紀對於大多數上海爺叔來說,意味著終於可以歇壹歇,做點自己年輕時沒時間做的事了。而當爺叔們的“夢想再出發”計劃尚在醞釀中時,在遙遠的阿爾卑斯山下,已經有壹位同齡人在激情與夢想、愛好與誌向的交叉點上興致勃勃地努力了十年——他就是全球首次太陽能飛機陽光動力號(SolarImpulse)環球飛行計劃聯合創始人兼CEO、飛行員安德裏·波許博格。這位洛桑聯邦理工學院的傑出校友現身上海,向媒體介紹他與夥伴們最新研發的第二代SolarImpulse,並希望能讓SolarImpulse2降落在中國。

安德裏·波許博格早年曾接受瑞士空軍的飛行員訓練;20年間先後駕駛過Venoms(毒液號)、Hunters(獵人號)和Tigers(老虎號)等飛機。他持有各類飛機和直升機的專業飛行員駕照,空閑時,還會做些特技表演。

不過,波許博格並不只是壹名單純意義上的飛行員,他還身兼力學和熱力學工程師、投資人、企業家等多重角色。他畢業於聞名世界的尖端科技搖籃——洛桑聯邦理工學院,並擁有麻省理工學院經營管理學碩士學位。在麥肯錫做了5年咨詢顧問後,他還成功地創辦了兩家互聯網和高科技公司。

加入陽光動力號項目後,他用20多年來積累的創業技能和企業管理經驗,幫助陽光動力號項目發起人、著名探險家波特蘭·皮卡爾(BertrandPiccard)將他關於太陽能飛機的構想變成了現實。

去年夏天,波許博格和皮卡爾輪流駕駛SolarImpulse創下了使用太陽能飛機橫跨美國的飛行記錄。但他們顯然並不滿足,在2015年的環球飛行旅程中,SolarImpulse2將進行五天五夜甚至更長時間的晝夜連續飛行挑戰。為此,技術團隊也給飛機做了壹些調整——與“1號”相比,SolarImpulse2配有衛生間和3.8立方米的單人駕駛艙,後者甚至可以讓飛行員在裏面做瑜伽。波許博格說,由於這次飛行要連續駕駛5個晝夜,所以必須通過特殊訓練學會“醒20分鐘,睡20分鐘”的作息方式,而且由於機艙內無空調和暖風機,飛行員還得忍受艙內-15℃的低溫。“練習瑜伽可以幫助我趕走疲勞、釋放壓力。”

有人問波許博格,為什麽這麽喜歡飛行?他回答道:“我小時候沒有電影電視,大部分時間都是看書。每當看到那些航空業先驅和那些找出方法把飛機應用於交通的英雄們的事跡,就備受激勵。”直到今天,他說起童年時期心目中的英雄時,眼中依然熠熠發光。

波許博格說,這種閃光如今能更多地從參觀過陽光動力號之後的孩子們的眼中看到。“我們飛到不同國家,必定會讓當地的孩子們有機會參觀、參與‘陽光動力’,每次看到孩子們眼中閃光的時候,內心總是非常感動。”他希望中國也有更多學生參與陽光動力號項目,“我和皮卡爾先生非常尊重上世紀探險家們的探險精神,他們為人類發展帶來了多種可能性,我們也希望能夠把這樣的探索精神傳達給我們的下壹代。”

讓波許博格驕傲的是,兒子Teo繼承了他的創新探索“衣缽”——沒有進入老爸的公司,反而只身壹人來到中國創業。“他說這裏每天都有新生事物出現,沒有比正在迅速發展的中國更令他感到充滿激情的地方了,更何況,我覺得壹個外國人到別國創業,這件事本身就是壹種探索精神的體現。”