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太阳能飞机探索清洁能源巨大潜力

发布时间:2019-11-14 19:07:58

日前,两个科学家驾驶一架仅靠太阳能提供动力的飞机开始了环球昼夜飞行。这架来自瑞士的飞机被称为“阳光动力2号”。远航程、昼夜持续飞行是“阳光动力2号”环球冒险的最大特点,这在人类历史上也属首次。

在17日中国科学技术协会举办的“阳光动力科普中国行”新闻发布会上,中国科协科普部副部长刘亚东介绍说,3月19日“阳光动力2号”将抵达中国重庆,20日飞抵南京。在南京停留期间,中国科协将组织南京的青少年在其庞大的机翼下学习太阳能航空飞行的知识,“贴身”感受新能源航空飞行的神奇与魅力。

飞越太平洋最难

据瑞士驻华大使馆文化与新闻处主任裴雅珍介绍,这次环球飞行约需4~5个月,飞机已于3月9日从阿联酋首都阿布扎比启程,目前正在印度调整,飞机和飞行员状态良好,一旦天气状况适宜,他们将首先飞往中国重庆,之后在南京调整,离开南京后,他们将挑战5天5夜单人驾驶纯太阳能飞机跨越太平洋。

“飞越太平洋是最难的航程。”《航空知识》副主编王亚男说。据他介绍,为了增加机上太阳能电池的面积,提高续航能力,“阳光动力2号”有一个很长的机翼,与可载数百名乘客的波音747大型客机相当,而为了节省动力,它的重量只有两吨,大约有一个小汽车那么重。

“轻重量,大翼展是它的特点,这类飞机最怕强气流变化。”王亚男说,“阳光动力2号”的飞行高度大约为8500米,在夜间还会降低飞行高度,依靠势能的转化维持飞行。而8500米高度的气流变化仍比较大,低空气流变化更加复杂。太平洋地区原本就是台风多发区域,占全球台风数量的60%,气流变化也较其他地区更为复杂,“如果‘阳光动力2号’在太平洋上遇到强气流变化甚至台风,将会非常危险。”王亚男说,夜间飞行会消耗太阳能,如果遇到阴天或者雨天,白天储存的太阳能不足,也是巨大威胁。

由于是单人单机长达5昼夜的飞行,飞行员极度疲劳也会危及飞行安全。王亚男说,一般进行这样的飞行时,飞行员会提前调整睡眠时间,每隔20分钟休息一次,以此抵抗高强度飞行带来的疲劳。

寻常技术组成“奇迹”

“阳光动力2号”作为目前全球最大、最先进的太阳能动力飞机,完全不依赖化石能源,是名副其实的清洁能源飞机。据中国可再生能源学会光伏专业委员会秘书长吕芳介绍,“阳光动力2号”装有200平方米的太阳能电池,大约有17000块高效晶体微电池,这些电池由美国提供。有别于普通的太阳能电池,这些电池的正负极都分布在背面,可以最大程度地增加辐射面,电池组的转化效率大约为23%左右。“在太阳能电池方面,我国一点都不落后。”吕芳说,我国早在2007年就已成为太阳能电池第一大应用和生产国,同样类型,转化率相当的电池国内也有制造商可以生产。

王亚男认为,“阳光动力2号”机身所使用的韧性和强度兼具的碳纤维材料,无刷电机技术、存储太阳能所使用的锂电池技术、电动机技术并不是多么“高、精、尖”,很多技术国内也已经掌握,但将这些寻常技术以最合理的方式组合而成的产品,却不得不让人惊叹。“这些技术都很平常,但组合起来就是一个‘奇迹’。”王亚男说。

据了解,我国目前在太阳能飞机方面的研究还处于起步阶段,北京航空航天大学曾于1993年设计制造出第一个具有自主知识产权的太阳能飞机——“翱翔者号”,但未涉及有人驾驶。

最佳科普时机

“这是人类的又一次伟大冒险,像莱特兄弟第一次驾驶飞机飞行一样,这次太阳能飞机环球昼夜飞行将给人类带来更多无限可能。”王亚男说。

目前,我国可再生能源在能源总量中仅占11.1%,按照国家规划,到2030年要达到30%。这次“阳光动力2号”环球飞行,也让我们看到可再生能源的无限可能。“太阳能电池最早用在卫星上,在农村地区也有使用,未来它也可以用在飞行器、汽车等各个方面。”吕芳说。

这也是一次难得的科普时机,中国科协将利用这次机会,面向青少年开展一次“国际范”的科普活动。据刘亚东介绍,在“阳光动力2号”经停中国期间,中国科协将邀请专家在机翼下的帐篷内为青少年讲述太阳能飞机的科学创新和探索故事,以及相关的新能源、新材料等科学知识,太阳能飞行器主题沙龙也将同期举办,与此相配合的电视节目和网络专栏也会同时开展。

正如瑞士联邦委员兼外交部部长迪迪尔·布尔克哈尔德所说的那样,对可再生能源的充分利用,是人类的进步和对地球的尊重。无论成功与否,“阳光动力2号”都向年青一代传达一种讯息:我们原以为遥不可及的世界,正在人类的不懈努力下变得可以理解和触及。

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