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太陽能飛機探索清潔能源巨大潛力

2015-03-18
来源:光明日报

  正在進行環球晝夜飛行的太陽能飛機近日將經停重慶、南京。有專家表示,其機身所使用的技術都很平常,但組合起來卻是一個“奇跡”——

  日前,兩個科學家駕駛一架僅靠太陽能提供動力的飛機開始了環球晝夜飛行。這架來自瑞士的飛機被稱為“陽光動力2號”。遠航程、晝夜持續飛行是“陽光動力2號”環球冒險的最大特點,這在人類曆史上也屬首次。

  在17日中國科學技術協會舉辦的“陽光動力科普中國行”新聞發布會上,中國科協科普部副部長劉亞東介紹說,3月19日“陽光動力2號”將抵達中國重慶,20日飛抵南京。在南京停留期間,中國科協將組織南京的青少年在其龐大的機翼下學習太陽能航空飛行的知識,“貼身”感受新能源航空飛行的神奇與魅力。

  飛越太平洋最難

  據瑞士駐華大使館文化與新聞處主任裴雅珍介紹,這次環球飛行約需4~5個月,飛機已於3月9日從阿聯酋首都阿布紮比啟程,目前正在印度調整,飛機和飛行員狀態良好,一旦天氣狀況適宜,他們將首先飛往中國重慶,之後在南京調整,離開南京後,他們將挑戰5天5夜單人駕駛純太陽能飛機跨越太平洋。

  “飛越太平洋是最難的航程。”《航空知識》副主編王亞男說。據他介紹,為了增加機上太陽能電池的面積,提高續航能力,“陽光動力2號”有一個很長的機翼,與可載數百名乘客的波音747大型客機相當,而為了節省動力,它的重量只有兩噸,大約有一個小汽車那么重。

  “輕重量,大翼展是它的特點,這類飛機最怕強氣流變化。”王亞男說,“陽光動力2號”的飛行高度大約為8500米,在夜間還會降低飛行高度,依靠勢能的轉化維持飛行。而8500米高度的氣流變化仍比較大,低空氣流變化更加複雜。太平洋地區原本就是台風多發區域,占全球台風數量的60%,氣流變化也較其他地區更為複雜,“如果‘陽光動力2號’在太平洋上遇到強氣流變化甚至台風,將會非常危險。”王亞男說,夜間飛行會消耗太陽能,如果遇到陰天或者雨天,白天儲存的太陽能不足,也是巨大威脅。

  由於是單人單機長達5晝夜的飛行,飛行員極度疲勞也會危及飛行安全。王亞男說,一般進行這樣的飛行時,飛行員會提前調整睡眠時間,每隔20分鍾休息一次,以此抵抗高強度飛行帶來的疲勞。

  尋常技術組成“奇跡”

  “陽光動力2號”作為目前全球最大、最先進的太陽能動力飛機,完全不依賴化石能源,是名副其實的清潔能源飛機。據中國可再生能源學會光伏專業委員會秘書長呂芳介紹,“陽光動力2號”裝有200平方米的太陽能電池,大約有17000塊高效晶體微電池,這些電池由美國提供。有別於普通的太陽能電池,這些電池的正負極都分布在背面,可以最大程度地增加輻射面,電池組的轉化效率大約為23%左右。“在太陽能電池方面,我國一點都不落後。”呂芳說,我國早在2007年就已成為太陽能電池第一大應用和生產國,同樣類型,轉化率相當的電池國內也有制造商可以生產。

  王亞男認為,“陽光動力2號”機身所使用的韌性和強度兼具的碳纖維材料,無刷電機技術、存儲太陽能所使用的鋰電池技術、電動機技術並不是多么“高、精、尖”,很多技術國內也已經掌握,但將這些尋常技術以最合理的方式組合而成的產品,卻不得不讓人驚歎。“這些技術都很平常,但組合起來就是一個‘奇跡’。”王亞男說。

  據了解,我國目前在太陽能飛機方面的研究還處於起步階段,北京航空航天大學曾於1993年設計制造出第一個具有自主知識產權的太陽能飛機——“翱翔者號”,但未涉及有人駕駛。

  最佳科普時機

  “這是人類的又一次偉大冒險,像萊特兄弟第一次駕駛飛機飛行一樣,這次太陽能飛機環球晝夜飛行將給人類帶來更多無限可能。”王亞男說。

  目前,我國可再生能源在能源總量中僅占11.1%,按照國家規劃,到2030年要達到30%。這次“陽光動力2號”環球飛行,也讓我們看到可再生能源的無限可能。“太陽能電池最早用在衛星上,在農村地區也有使用,未來它也可以用在飛行器、汽車等各個方面。”呂芳說。

  這也是一次難得的科普時機,中國科協將利用這次機會,面向青少年開展一次“國際范”的科普活動。據劉亞東介紹,在“陽光動力2號”經停中國期間,中國科協將邀請專家在機翼下的帳篷內為青少年講述太陽能飛機的科學創新和探索故事,以及相關的新能源、新材料等科學知識,太陽能飛行器主題沙龍也將同期舉辦,與此相配合的電視節目和網絡專欄也會同時開展。

  正如瑞士聯邦委員兼外交部部長迪迪爾·布爾克哈爾德所說的那樣,對可再生能源的充分利用,是人類的進步和對地球的尊重。無論成功與否,“陽光動力2號”都向年青一代傳達一種訊息:我們原以為遙不可及的世界,正在人類的不懈努力下變得可以理解和觸及。(記者 詹媛)

[责任编辑:朱剑明]
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