它体型庞大但却身轻如燕,虽然飞得不像候鸟一般迅捷,却胸怀鸿鹄之志,要载着两位未来梦想家完成一个“不消耗一滴燃油环绕地球”的壮举。这正是KEDO今天要特别报道的这架阳光动力2号,这架世界上目前最大的太阳能飞机。

  • 将3D模型实现

    阳光动力2号的顶级工程师,根据结构设计师提供的3D模型以及工程图纸进行商议,如何用最好的结构和工艺将已经非常完美的设计方案,付诸成飞上天空的巨型飞机


    通常这个过程非常繁琐,很多在计算机实际上引用成型的模块,可能很难通过现实材料的考验,返工重新设计或者妥协的情况时而发生,所以说,想要实现这个工程学上的突破,阳光动力2号的工程师绝对需要强大的神经去承受这样的压力。

  • 测试太阳能板

    太阳能板可以说是阳光动力2号的绝对核心部件,如果它的质量不能保证,那么在三万英尺的高空上,飞行员们将会有生命危险,所以不仅每一整块太阳能板都要经受最严苛的测试,每一个太阳能发电单元也同样如此,这个测试的目的就在于要将能源稳定性控制在绝对稳定的程度。


    更精确地说,机翼、机身和水平尾翼上共安装有有17248个厚度仅为135微米的单晶硅电池,从而在轻盈度、柔韧性和效率中实现最佳平衡。最终机翼长度甚至超过了波音747,长达72米!

  • 螺旋桨测试

    机翼下方安装了4个无刷、无感应发动机,每个能产生17.4马力(13.5千瓦)的动力,还有一个减速齿轮,将直径4米的两叶片螺旋桨的转速限制在525转/分钟。整个系统的效率是94%,创下了能源效率的新记录。


     阳光动力的速度与汽车基本一致,最大飞行速度140千米/小时(77节),最小36千米/小时(20节)。于海平面飞行时,最大飞行速度90千米/小时(49节),最小45千米/小时(20节)。于最高海拔飞行时,最大飞行速度140千米/小时。

  • 空气流体测试

    在安德烈·波许博格的领导下,工程师们发挥超凡技术,均衡降低整个结构的重。每增加一克重量,就要在别的地方相应减少一克,这样才能在飞机上安放足够的电池同时营造一个可让飞行员生活一周时间的驾驶舱环境。最终,阳光动力2号的重量与一辆小型箱型货车相差无几,仅为2,300千克!

  • 太阳板铺装

     机身由复合材料(碳纤维和蜂窝夹层结构)构成。机翼上部表面覆以密封天阳能电池组成的隔层,下部表面为高强度柔性薄层。机翼内每隔50厘米(20英寸)设置了140根碳纤维肋条,从而形成符合空气动力学的隔面,同时也保证了机翼的坚固性。

  • 控制台测试

    团队专门为阳光动力号研发了一个飞行模拟器,飞行员可以在这里进行长时间飞行任务训练,并练习驾驶阳光动力号所需要的精密操作。当飞机倾斜角大于5°的极限时,高灵敏度的人机交互接口会让飞行员的衣袖震动,从而提醒飞行员。监控系统会不停检查自动驾驶仪的运行情况,从而发现任何异常或其它不安全因素。

  • 定制化机翼结构

    飞机翼展长达63.4米,机翼结构的主体是61米的盒形梁(主翼盒)。盒形梁分成5段,包括中央段、左右两侧中间段和翼尖段,中央段长约20米,中间段和翼尖段长约10米,中央段和中间段为等截面,翼尖段截面由内向外逐步减小。各段翼盒之间用4组接头连接。翼盒四面分别由前、后墙和上、下壁板构成,内部翼肋按大约0.5米间隔布置,共有约120根。翼肋外轮廓近似矩形(翼型剖面),前后各有一个近似矩形的大型减轻孔。翼肋为两面碳纤维面板加中间蜂窝夹芯结构。

  • 机身结构

    机身包括前部吊舱式驾驶舱和矩形截面棱锥体细长尾梁/后机身。尾梁/后机身骨架为碳纤维复合材料管材桁架结构。驾驶舱骨架为碳纤维复合材料板件(部分为带 有蜂窝夹芯)空间拼接结构,包括2个左右侧板、2个底板、1个后侧板、1个顶板、中部支撑板(座椅后侧),以及仪表板和单独的底板。驾驶舱中央布置驾驶员 座椅,前部为仪表板,内部还布置有操纵系统部件和其他系统设备。流线型驾驶舱外罩为整体氟氯化碳(CFC)蜂窝加泡沫结构,并与机身龙骨相连(从前向后套在骨架外边),将驾驶舱完全封闭。

  • 电子设备调试

    与“阳光动力”飞机上的其他部件一样,机载电子设备为实现效率最高和重量最轻目标进行了优化设计。在飞行期间,飞行高度高低变化造成了显著的温度变化,但是温度变化一定不能影响电子系统的正常工作。机载计算机系统收集和分析数百个飞行管理参数,向飞行员提供决策依据信息,并向地面小组传送关键数据,而且最重要的是根据特定飞行状态以及蓄电池充电/放电状态调节电机最佳功率。

  • 完工合影

    最后来个完工的合影吧,没有这些幕后英雄,阳光动力2号就不可能飞上天空,让我们一起期待它完成环球旅行的那一天吧

驾驶阳光动力号是什么感受


阳光动力2号是一架完全不同以往的飞机——不需要烧油就可以一天24小时飞行,最高可以飞到9000米。起飞的时候电池还是空的,落地的时候电池都满了。所以我们不是在消耗能源,而是在创造新能源。这感觉太爽了。速度虽然是比不上喷气式飞机,可是会有别的回报啊。想想自己在驾驶一架划时代的飞机,感觉还是很激动的。


阳光动力号跟我们以往驾驶的飞机大不一样,你得去习惯它的操作方式。所有的操纵反应都很慢,刚上手确实是个难缠的家伙。感谢上帝我们先造出了飞行模拟器,所以我们才没摔过飞机。谢天谢地我们几个的训练还都挺认真的。后来就品出这架飞机的妙处了。而且阳光动力2号开起来非常安静,可不能像别的飞机一样让人未见其形先闻其声。


你在座舱里还能听见底下街上欢呼的人群说你好呢。


降落过程


阳光动力2号的降落过程与一般飞机有很大的不同。因为它白天一般在8500米高度飞行,夜晚则下降在3300米以下飞行。为了减少对机场正常民航客机起降的影响,一般都会于凌晨1、2点降落。


而整个降落过程也将持续1小时。阳光动力2号的时速很慢,所以可以在空中实现悬停,在6000米的高度飞至机场上空再盘旋下降,最后目视着陆。


因为阳光动力2号的机翼非常大,降落的时候为了避免损伤机翼,需要有3辆保障车跟随,在飞机着地的一刹那,分别有两名骑着自行车的工作人员会追上飞机,扶住两边机翼下的一个杆子,避免机翼受损。


不光如此,“阳光动力2号”的飞行还会有两架支持机跟随。其技术人员将先期抵达南京,在现场进行指挥,并随时与设在欧洲的控制中心保持联系。


与中国的关系


“阳光动力2号”在华停留期间其团队的工作人员其实一直没闲着。飞行员贝特朗·皮卡尔在微博上表示,“环球飞行的目的只有一个,就是为了证明清洁能源技术可以创造奇迹,我们想通过这样的方式,告诉大家一个清洁美好的未来是可以实现的。”所以停留时期需要进行很多宣传工作。


截至目前,他们的目的实现得还不错。越来越多的人知道了“阳光动力”,也认可了太阳能这种清洁且强大的能源; “清洁未来”的签名活动,成功集结了众多的粉丝;中央电视台《走进科学》节目也参与了这种传播,他们摄制了一期节目《飞机来了》,专门介绍这个正在环球飞行的大家伙。他们还与中国科协、瑞士大使馆合作主办“阳光动力科普中国行”活动。活动主题为“与阳光同行,与创新齐飞”。活动将充分利用互联网平台和移动互联新技术,面向广大公众开展新能源、新材料、航空飞行及其协同创新的科普宣传,激发我国公众特别是青少年的科学探索兴趣和创新热情,推动新能源、新材料在航空飞行器中的应用研究与实践,弘扬科学创新和探索精神。

 
  • 连接旧金山和洛杉矶的超音速运输系统。管道顶部连接着的太阳能电池板能提供超过运行所需的电力。艾伦·马斯克提出的运输改革还在概念阶段,但是将会在十年内完成。

  • 几千个热气球漂浮在平流层的边缘空间,热气球将会发射Wi-Fi到遍布全球的偏远地区。谷歌气球使用经过定制的太阳能动力泵来控制气球中上升或下沉。现正在试行。

  • 线上电车能够在停止或使用中进行充电,并且完全消除对充电站或者电缆的需要,可以说是现在有轨电车的升级版,可以覆盖更多的城市地面。现正用于韩国。

  • 由阳光驱动,图兰号的海洋巡航证实浮游生物、藻类和微小重要的生命形式支撑了水中生态系统的繁荣。2012年,太阳能星球号进行了环球旅行,仅由太阳光线供能。




产品助理:王一伊


“阳光动力2号”是今年最伟大的科技发明之一,这两位创始人为改变世界做出来的努力,让我们每个人对一个更美好、更绿色、更科技的未来更加充满信心