★导读:在2011年巴黎航展上太阳能飞机首度亮相,引爆人类对未来飞行的清洁能源的想象。从上世纪七八十年代,随着成本合理的太阳能电池“太阳能”飞机概念出现。几十年的发展,太阳能飞机飞过天空、实现了载人飞行和夜间飞行,但稳定的“永久飞行”之道还面临黑夜的挑战。不依赖化石能源,不用燃料就可以把飞机送上天,这只是太阳能飞机发展史上的一小步,但在这一小步的实现的背后,充满了人类不间断地尝试与挑战,看到过去展望未来。
★太阳挑战号:第一架可载人的太阳能飞机
单座太阳能飞机,装有16128片硅电池 第一架载人太阳能飞机"太阳挑战者"号由美国在20世纪80年代初研制成功,它是一架单座太阳能飞机,翼展14.3米,翼载荷为60帕,飞机空重90公斤,机翼和水平尾翼的表面共贴有16128片硅电池,在理想阳光的照射下能输出3000瓦以上的功率。
有效载重和速度非常低,无法完成夜间飞行 这架飞机在1981年7月成功地穿越了英吉利海峡,平均时速为54千米,航程290千米。但此时的太阳能飞机尚处于试验阶段,它的有效载重和速度都非常低,仅凭"太阳挑战者"号机身上的太阳能电池和它区区54公里的时速,根本无法完成夜间飞行,而夜间飞行又是太阳能飞机最核心的性能体现,同时也是其最难逾越的技术障碍。
★太阳神号无人飞机:最著名的太阳能飞机
在人类追逐太阳飞行的历史上,最著名的一架太阳能飞机是AeroVironment公司为NASA的ERAST(环境研究机和传感器技术)计划研制的"太阳神号"无人机,耗资1500万美元,由美国国家航天局和美国航空环境公司联合研制。
太阳神号比波音747还长,装有6万余块双面硅板 是在1998年末试飞的"百人队长"的基础上放大而成,翼展增加12.5米,达到75.3米,是"探路者"的2.5倍,比波音747还长,上翼面安装有62000块SunPower双面硅太阳能电池板,能将接受到的19%的太阳能转换成电能,夏日正午时最高功率可以达到35千瓦。在"太阳神号"上,它还携带有液氢染料电池作为太阳能电池的补充,用于为夜间飞行提供能量,在携带的液氢耗尽之前,它可以在同温层连续飞行两周。
发动机能耗相当于一个家用吹风机 "太阳神"是一种无人驾驶的太阳能飞机。它由设在加利福尼亚州蒙罗维亚的航空环境公司负责开发、制造。飞机上共装有14个推进器,发动机消耗的能量同一个标准的吹风机差不多。在早晨阳光不是很强烈时,"太阳神"装备的太阳能电池可以为飞机提供10千瓦的电能,使飞机能够以每秒33米的速度爬高。中午时分,电池提供的电能达到40千瓦,飞机的动力性能达到最佳状态。晚上,飞机则依靠储存的电能进行巡航飞行。
2001年"太阳神"创下了无燃料飞行器飞行海拔高度的纪录,飞行高度为29524米。但是,2003年,该机2003年6月26日在在夏威夷考艾岛上的美国海军太平洋导弹靶场发射,试验燃料电池系统时遭遇湍流而解体,坠入太平洋。
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