世界上最大的太陽能飛機

　　太陽能飛機？還是世界上最大的？這究竟是“何方神圣”呢？以下是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的有關(guān)世界上最大的太陽能飛機的一些相關(guān)資訊，希望你們喜歡。

　　世界最大的太陽能飛機叫什么

　　目前世界最大的太陽能飛機叫“陽光動力2號”。

　　簡介

　　陽光動力2號太陽能飛機，是一架長航時、不必耗費一滴燃油便可晝夜連續(xù)飛行的太陽能飛機，飛行所需能量完全由太陽能電池提供。其翼展達到72米，僅次于體積最大的商用客機A380(79.75米)，但重量只有約2300公斤，與一輛家用汽車相當(dāng)。

　　2014年6月2日，陽光動力2號在瑞士西部城市帕耶訥成功首飛。

　　2015年3月9日，陽光動力2號太陽能飛機從阿聯(lián)酋首都阿布扎比起程，開始環(huán)球飛行。

　　4月21日晚23:28，陽光動力2號，從重慶抵達其環(huán)球之旅的第六站南京。

　　5月31日，太陽能飛機“陽光動力2號”從南京啟程前往美國。日本當(dāng)?shù)貢r間6月29日，“陽光動力2號”從日本中部城市名古屋起飛，飛往夏威夷。

　　全球最大太陽能動力飛機“陽光動力”2號在經(jīng)過118小時不間斷飛行后，于當(dāng)?shù)貢r間3日5時51分降落在美國夏威夷檀香山機場。

　　世界最大太陽能飛機“陽光動力2號”飛越大西洋

　　全球最大的太陽能飛機“陽光動力2號”(Solar Impulse 2)在美國東岸時間2016年6月20日(周一)凌晨從紐約起飛，展開飛越大西洋的艱巨航程。根據(jù)最新消息，“陽光動力2號”經(jīng)過70小時的飛行，終于跨過了大西洋，順利降落在西班牙城市塞維利亞。這也是人類歷史上第一次太陽能飛機成功飛越大西洋。

　　“陽光動力2號”是一架由碳纖維材料制成的單座飛機,它的翼展有72米,比波音747的整個機身都要長。機身遍布17000塊高效能的太陽能電池板,日間蓄能以維持夜間飛行。

　　“陽光動力2號”的理想飛行速度為每小時30英里(48.3公里)。飛行員皮卡德表示：“飛越大西洋具有象征性意義。因為此前幾乎所有的交通工具都嘗試穿越大西洋，第一艘蒸汽船、第一架飛機、第一艘由氦氣球帶動救生艇。而今天第一架太陽能飛機完成了挑戰(zhàn)。”皮卡德補充稱，他駕駛“陽光動力2號”飛越大西洋期間看到了躍出水面的鯨魚及北極漂浮的冰山。 他表示“每一分鐘都是挑戰(zhàn)和驚喜，仿佛置身于科幻小說中”。

　　據(jù)悉，隨后“陽光動力2號”將從塞維利亞啟程飛往阿布扎比。

　　世界上最大的太陽能飛機要開始環(huán)球飛行了 ，怎能不好奇呢

　　當(dāng)瑞士探險家貝特朗·皮卡爾1999年成功完成氣球環(huán)球旅行之時，他便開始有了要駕駛完全利用可再生能源驅(qū)動的飛機進行環(huán)球飛行的計劃。當(dāng)時沒人相信這個計劃會成功，除了一個人：安德烈·博爾施貝格。這位麻省理工學(xué)院的畢業(yè)生同樣相信“人類的意志加上新技術(shù)可以真正改變世界”。當(dāng)貝特朗和安德烈尋找業(yè)內(nèi)航空制造公司提出，需要一架達到波音747的尺寸但重量不能超過一部小汽車，可以晝夜不停飛行的太陽能飛機時，他們被明確告知這是不可能的。十四年后，他們自己組建的團隊制造出了當(dāng)代最令人嘆為觀止的飛機陽光動力2號。

　　2015年3月，陽光動力2號將從阿布扎比酋長國開始，預(yù)計在四到五個月的時間內(nèi)，進行25天左右的環(huán)球飛行。兩位飛行員計劃在中國、美國、南歐或北非進行中途停留，并于夏天飛回始發(fā)地阿布扎比酋長國。

　　太陽能清潔飛行簡史

　　上世紀(jì)70年代末，人力飛機的發(fā)展積累了制造低速、低翼載、重量輕的飛機的經(jīng)驗。但太陽能飛機就只是單座小型飛機上安裝太陽能電池，勉強飛行而已。在這一基礎(chǔ)上，美國在80年代初研制出“太陽挑戰(zhàn)者”號單座太陽能飛機。但太陽能飛機依舊處于試驗研究階段，它的有效載重和速度都很低。其中最著名的太陽能無人飛機是AeroVironment公司為NASA的環(huán)境研究機和傳感器技術(shù)計劃研制的“太陽神號”無人機。

　　“太陽神”號由碳纖維合成物制造，部分起落架材料為越野自行車車輪，整架飛機僅重590千克，比小型汽車還要輕。“太陽神”在外形方面的最大特點就是有兩個很寬的機翼，其機身長2.4米，而活動機翼全面伸展時卻達75米，連波音747飛機也望塵莫及。

　　“太陽神”號機身上裝有14個螺旋槳，動力來源于機翼上的太陽能電池板。在早晨陽光不是很強烈時，“太陽神”裝備的太陽能電池可以為飛機提供10千瓦的電能，使飛機能夠以每秒33米的速度爬高。中午時分，電池提供的電能達到40千瓦，飛機的動力性能達到最佳狀態(tài)，能以每小時30至50公里的巡航速度飛行。晚上，飛機則依靠儲存的電能進行巡航飛行。

　　2001年研究人員將“太陽神”號運往夏威夷，裝上65000片太陽能板，由地面兩名機師透過遙控設(shè)備“駕駛”;在10小時17分的飛行中，“太陽神”號達到22800米的目標(biāo)高度。研究人員預(yù)計“太陽神”號最高可飛到30000米高空，超出噴氣式客機飛行高度3倍多。

　　不幸的是，2003年6月26日，“太陽神”在試飛時突然空中解體，墜入夏威夷考艾島附近海域。事后經(jīng)調(diào)查，“太陽神”號在空中飛行36分鐘時突然遭遇強湍流，引起兩個翼端向上彎，致使整個機翼誘發(fā)嚴(yán)重的俯仰振蕩，超出飛機結(jié)構(gòu)的扭曲極限。

　　2003年，瑞士探險家、科學(xué)家貝特朗·皮卡爾提出了太陽能飛機環(huán)球飛行構(gòu)想，計劃駕駛太陽能飛機，經(jīng)過5次起降實現(xiàn)環(huán)球晝夜飛行，這一計劃被命名為“陽光動力”，最終的目標(biāo)是用太陽能飛機實現(xiàn)永久飛行。該飛行項目參與者包括來自瑞士電梯制造商迅達和比利時化工集團蘇威的工程師。直到2007年，在瑞士杜本多夫舉行的新聞發(fā)布會上，設(shè)計團隊展出了陽光動力太陽能飛機樣機。

　　當(dāng)今最嘆為觀止的飛機

　　陽光動力1號機身由超輕碳纖維復(fù)合材料制成，翼展長達 63.4米，包括飛行員在內(nèi)，其重量僅為1600公斤，僅相當(dāng)于一輛普通家用汽車。它曾在2012與2013年進行長距離飛行測試，2012年完成了瑞士飛往西班牙1116千米的不停站紀(jì)錄，2013年則完成了橫跨美國的飛行測試。

　　陽光動力2號1號的基礎(chǔ)上進行了升級，是全球首款能夠在不添加任何燃料、不排放任何污染物的情況下，進行晝夜飛行的飛機。這款單座飛機由碳纖維制成，翼展72米，比重量為300噸的波音747-8I的翼展還要大，但僅重2.3噸。

　　與陽光動力1號不同的是，2號飛機的翼展則提升至71米，核心部分太陽能電池陣列換裝了全新的薄膜太陽能電池，共17248塊，能量轉(zhuǎn)化效率22.7%，能為飛機提供65千瓦的峰值功率。在中午太陽最強的時候只需輸出6千瓦功率。

　　動力部分也有升級。在機翼下方的四個發(fā)動機吊艙中，安裝了全新的四臺無刷直流電機，動力提升至17.4馬力，螺旋槳穩(wěn)定轉(zhuǎn)速提升到525轉(zhuǎn)每分鐘，時速提高到最高約90公里每小時。

　　和以往的太陽能飛機一樣，陽光動力2號的難題還是在黑夜。但經(jīng)過飛機制造團隊的全面優(yōu)化，在24小時的周期內(nèi)，飛機可以輸出15千瓦的穩(wěn)定功率。其次，為了滿足晝夜飛行的需求，發(fā)動機吊艙中也安裝了633千克重的鋰離子電池。因此，白天的時候，陽光動力2號上升到9000米的高空，以平均每小時90公里的速度進行飛行的同時，將多余的太陽能電力儲存到高性能蓄電池中。到了晚上，聚合鋰電池把白天的太陽能轉(zhuǎn)換成電能，可供飛機夜間持續(xù)飛行8小時。由于碳纖維復(fù)合材料具備耐熱性高的優(yōu)點，飛行員可將白天飛行高度保持在8500到9000米之間，從而達到最佳的空氣動力學(xué)效率和太陽能利用率。到了晚上，飛行高度降至1500米左右，降少耗電量，待次日太陽升起之后，飛機才重新回到高空飽和充電。

　　正如前文所提，陽光動力2號的翼展雖然比波音747-81型噴氣式飛機還長6米。但747-81凈重超過300噸，而陽光動力2號僅重2.3噸。這得益于機身骨架使用的碳纖維蜂窩夾層材料，根據(jù)機身需要的不同強度進行層疊的安排。這種材料重量密度僅有25克每平方米，是一張普通B5紙質(zhì)量的四分之一。但是強度完全滿足飛機的機械要求。飛機表面使用的是柔性蒙皮，主要目標(biāo)也是減重。

　　挑戰(zhàn)認(rèn)知領(lǐng)域的極限

　　瑞士制造方稱，陽光動力2號飛機會是最大化利用結(jié)構(gòu)學(xué)和空氣材料學(xué)所能產(chǎn)生的前所未有性能的集合體。設(shè)計和制造這兩架飛機非一人之力所能完成，它由陽光動力團隊的100人設(shè)計和生產(chǎn)，同時由80多家公司提供各方面所需的技術(shù)，包括節(jié)能電池和新型輕質(zhì)材料等等。比如，合作伙伴Omega提供了高效節(jié)能電池，Bayer和Solvay制造了更輕便的新材料，ABB和Schindler幫助SI提高了整體能源的利用率，而Altran則為飛行試驗提供控制系統(tǒng)進行模擬飛行。

　　然而即使有著目前最先進的科技支持，當(dāng)前的陽光動力2號使用的光伏面板，轉(zhuǎn)換效率僅為20%左右，飛機必須飛到9000米的高空才能吸取足夠的光熱。如果進行環(huán)球飛行，當(dāng)處于北半球夏天，日照時間更長，但由于太陽升降期間與地平線形成的角度偏低，光伏面板其實無法在整個白天都吸取到光熱。

　　因此，即使實現(xiàn)了環(huán)球飛行，要真正令太陽能飛機民用化，也還是困難重重。首先材料價格昂貴，飛機結(jié)構(gòu)仍然相當(dāng)脆弱，安全性不是很高，有效載荷很小。比如陽光動力2號的翼展雖然已經(jīng)大過一架波音飛機，卻仍無法承載駕駛員以外的乘客。

　　其次陽光動力2號的平均功率并不大，只相當(dāng)于一輛小型摩托車，因此這也注定這架飛機的飛行速度無法與普通飛機相比，最快的速度甚至追不上普通的汽車。這導(dǎo)致了普通飛機從北京到倫敦所需要的11小時行程，陽光動力2號則需要120小時。無論對于飛行員還是設(shè)計團隊來說，這都是一項不小的挑戰(zhàn)。

　　再次，電池光電轉(zhuǎn)換效率低、重量大、價格高，受天氣影響很大。比如由3月開始由阿布扎比飛經(jīng)印度再到中國的航線就是出于避開印度洋季風(fēng)的考量。

　　此外，相比駕駛普通飛機，駕駛太陽能動力飛機是一個極端困難和高風(fēng)險的工作。因為在過去還沒有如此大翼展卻又如此輕的一架飛機能夠成功上天。因此設(shè)計團隊面臨的終極挑戰(zhàn)除了提升太陽能電池動力，還需要設(shè)計出可以民用并且在正常機場升降的太陽能民用飛機。

　　除了解決工程技術(shù)上面臨的挑戰(zhàn)，飛行員還要克服連續(xù)五個晝夜在天空中飛行的壓力。長時間處于未加壓的駕駛艙中，經(jīng)歷極寒和酷熱的反復(fù)交替，對于任何人而言都是極大的心理和生理上的挑戰(zhàn)。因為每個航段只有一名飛行員需要連續(xù)駕駛五個晝夜。

　　據(jù)設(shè)計團隊稱，陽光動力1號的駕駛艙還不太舒適，類似經(jīng)濟艙，駕駛員身體只能伸展四十五度，但是到了陽光動力2號就差不多能提供商務(wù)艙的舒適環(huán)境，還包括一個休息艙。即便如此，駕駛員每次休息都不能超過20分鐘，需要時刻保持警惕。而艙內(nèi)溫度在零下20到零上30度間浮動，駕駛員一天所經(jīng)歷的溫差相當(dāng)于在北京四季所經(jīng)歷的。

　　為了保證身體能夠承受這般寒熱交替，除了進行模擬和試飛，貝特朗和安德烈還曾前往地球北緯61°的大西洋東北邊緣海北海去體驗極端情況下的危機狀況。比如學(xué)習(xí)如何在天寒地凍的情況下跳傘，如何在冰水中求生。

　　與其說陽光動力2號是一個技術(shù)工程，不如說是一項有關(guān)改變未來人們生活方式的革命。雖然當(dāng)今人類已經(jīng)建成了無需借助外在能源的商住建筑和利用清潔能源的工業(yè)產(chǎn)業(yè)，但關(guān)于清潔能源的技術(shù)和應(yīng)用創(chuàng)新仍極為不足。而陽光動力2號所使用的技術(shù)均發(fā)揮著最高效能，它利用的清潔能源可以被使用在地面的任何領(lǐng)域，包括建造房屋、生產(chǎn)電子移動設(shè)備、絕緣設(shè)備和光纖系統(tǒng)等。

　　陽光動力團隊預(yù)測，40多年后，能承載300名乘客的全太陽能飛機有望正式投入運營。雖然將太陽能飛機民用化依舊困難重重，但當(dāng)萊特兄弟制造出第一架飛機時，誰也沒有想到，僅在24年之后，林德伯格就駕駛飛機飛越了大西洋——一個人，滿載著汽油。而就連他自己也不知道，在100年后飛機會搭載幾百名的旅客做長途飛行。如今，也有這樣一架飛機，只有一個駕駛員，滿載著電池，只能在天氣好的時候慢慢飛。