“阳光动力2号”上的新材料

来自瑞士的两位飞行员贝特朗-皮卡尔、安德烈-波许博格,正在驾驶着一架完全由太阳能驱动的飞机“阳光动力2号”进行着环球旅行。整个旅程温差极大,从-41摄氏度~50摄氏度,飞行高度也有9000米,超越珠穆朗玛峰。

  是什么保障他们安全飞行?这就要把目光投向飞机的材料,比如光伏电池、碳纤维及其他新型材料。


  光伏电池遍布全身

  该飞机的最大亮点在于17248块光伏电池直接平铺在了机翼上。据光伏行业人士透露,电池来自美国Sunpower公司,并没有采用国内的技术,而这批电池的转换效率竟可以达到23%。

  由于飞机翼展要比波音747大型喷气式客机更长,因此也能让电池发挥最大优势,与电池相匹配的是四台17.5马力的电动机,可达到97%的效率,最高时速可达143公里。

  此外,飞机上还载有633千克的锂电池,飞机在白天储存足够多的能量并将之转换出来,为锂电池所用。而这批锂电池为超轻薄款,每一块相当于一根头发丝。尽管电池有相当多的能量,但为了减轻电池的发电负担,夜间飞行时,飞行员会将时速控制在50~70公里。
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  电池挑战大

  早在2010年4月7日,“阳光动力1号”飞机就已有过类似的试验,但飞行距离相比此次旅程要短很多。此后,经过多次飞行测试,并实现从东海岸到西海岸的试驾之后,两位飞行员再次挑战极限,进行着前无古人的环球旅行。

  “阳光动力1号”的飞机上,电池总安装量为11628块,其中主机翼是10748块,飞机尾部的平衡轴上也有880块。与新一代的飞机一样,每块电池板也相当轻薄,并且会将部分能量转给夜用电池。

  “一架飞机完全不用燃油,而是用电池作为动力,挑战非常大,”一位光伏企业内部技术人士向《第一财经日报》记者表示,飞机很窄,且只能容纳几个人,不可能让人带很多材料进入机舱,一旦动力不足,在天空中临时寻找替代性的能源就较困难,因此工作人员需对电池的效用、安全性、抗压力、抗腐蚀性、遭受恶劣天气的突然破坏等都要做详尽的预测及考量,这些都相当关键。

  与“阳光动力1号”一样,新一代飞机的电力系统主要包括电机、螺旋桨、能量管理系统及减速器等等。ABB公司内部管理层也告诉本报记者,考虑到新一代的阳光动力飞机运行需要更好的机械保障,ABB也有三位工程师加入了该团队,他们负责提升飞机地面运行效率、测试飞机的充电电池及电力系统、一旦出事故还可以及时帮助和协调其他部门来紧急处理。
太阳能飞机上有哪些新材料?

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名为“SUNSEEKER”的太阳能飞机

  飞机动力配备及材料先进

  虽然两代飞机隔了将近5年时间,但飞机的机体仍然没有太大变化,都是选用重量极轻、承载能力强的材料,其中既有碳纤维,也有泡沫等。

  飞机的前缘、后缘都使用的碳纤维材料,其承载能力也比一般材料更好。飞机的舱体则使用的是保温隔热材料。

  拜耳集团一位管理层说道,其保温隔热的性能超出现有国际标准的10%,“好的保温材料可承受巨大的温差变化,使得飞行员在舱内更加舒适,因为整个旅行需要克服的温差大约近100摄氏度。”他还说,驾驶舱壳体的部分材料使用的聚氨酯泡沫,在门锁和舷窗的设计上,飞机则使用了聚氨酯复合材料,“尽管驾驶舱体比第一架的原型机大很多,但其重量的增加却微乎其微。”他还提到,驾驶舱外部也有部分聚氨酯泡沫被用于电池隔热,同时机身上还附有银色涂层的原材料,该涂层可以保护太阳能电池,其曾用于电动汽车。

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