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今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。
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。
太阳挑战者号”:
“首架可载人的太阳能飞机
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,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。
“西风号
”:
需人力推送升空
为了军事应用,以及地球观察和通信目的,英国凯奈蒂克国防技术公司研制了“同温层”太阳能驱动无人飞机。“西风”新的型号增强了电池性能来提高能量供给并改进了机身设计以降低阻力。“西风”号是为高空飞行设计的,机身脆弱,动力小,因此完全不能依靠自身动力起飞,寻找一种稳定可靠的发射方式。
“太阳神号”:
最著名的太阳能无人机
历史上最著名的一架太阳能飞机是由美国国家航天局和美国航空环境公司联合研制的“太阳神号”无人机,耗资1500万美元。太阳神号翼展达到75.3米,上翼面安装有62000块SunPower双面硅太阳能电池板,能将接收到的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。
“Solong”无人机:
首次实现夜间飞行
美国AC推进公司研制的SoLong无人机利用锂离子膝上计算机电池存储能量,首次实现了利用太阳能飞行两个完整夜晚的里程碑。这架飞机没有任务适用性,这架飞机还需要在夏天白天时间较长的无云天气和适宜气候条件下使用。SoLong无人机在飞行过程中获得的能量不稳定,所以,有时候必须滑翔或者滑移。
“天空使者号
”:
手动发射仅飞行5个小时
实际上是一款太阳能驱动火星研究飞行器。由于拥有小而轻质的结构,“天空使者号”可以装载一些高技术设备。数字传感器可以测量高度和空速,这使飞机能够在诸如海岸或者峡谷之类的目标上空飞行。携带的电荷耦合照相机(CCD)可拍摄地面图像。当飞机自动驾驶出现故障时,科学家还可以通过一个地面控制站监控和给飞行中的飞机发送指令,但这一个飞行器只是停留在“飞行5小时”的研究阶段。