易寒
除了創(chuàng)造記錄,還有一件值得關注的事——據(jù)拉斐爾·多姆詹本人介紹,參與這次“創(chuàng)世之舉”的白色雙座飛機,覆蓋有22平方米太陽能電池板,將成為第一架進行平流層飛行的載人太陽能飛機。
今年的2月,由BAE Systems子公司Prismatic,打造的持久高空太陽能飛機PHASA-35,在南澳大利亞皇家空軍(RAAF)的Woomera測試靶場上空,進行了首次全集成飛行測試。這架由英國國防科學技術實驗室(DSTL)和澳大利亞國防科學技術集團(DSTG)支持的飛行器,是一種高空長航時(HALE)飛行器,旨在填補飛機和衛(wèi)星之間的差距。
跟衛(wèi)星相比,PHASA-35的建造和運行成本更低,并且它還是一個持久、穩(wěn)定的空中平臺,具有軍事和民用多種用途。應用包括監(jiān)視、通信、安全、遙感、環(huán)境科學、森林火災探測和海上監(jiān)視等。
參與飛行測試的這架太陽能飛機,翼展可達35米,帶有太陽能電池板。太陽能電池板在白天有陽光的時候為飛機供電,并將能量儲存在電池組中供夜間飛行使用。目前,PHASA-35已經(jīng)可以在2000米高空飛行。據(jù)BAE Systems公司稱,在今年進行了幾次飛行試驗后,PHASA-35可能會在12個月內(nèi)上市。
事實上,希望利用太陽能把飛機開到高海拔空域去的人還有很多,瑞士人拉斐爾·多姆詹同樣是其中一個。
作為太陽能平流層飛機項目“SolarStratos”的發(fā)起人,拉斐爾·多姆詹和他的團隊也致力于開發(fā)太陽能飛機,并將其送到太空邊緣。而由該團隊所設計研發(fā)的SolarStratos,被認為是迄今為止第一架飛向平流層的商業(yè)載人雙座太陽能飛機。
SolarStratos是以太陽輻射作為推進能源的飛機,可以承載兩人。其動力裝置由太陽能電池組、直流電動機、減速器、螺旋槳和控制裝置組成。24米的狹長翼展覆蓋著22平方米的太陽能電池板。
2016年12月7日,拉斐爾·多姆詹發(fā)布了以僅使用太陽能飛抵地球平流層的首個載人飛機項目“SolarStratos”。
2017年5月5日,這架2座的太陽能飛機SolarStratos在瑞士Payerne機場成功進行首次試飛,試飛員Damian Hischier駕駛飛機在300米高空飛行了7分鐘。他認為:“這架飛機的飛行感覺非常好,它在響應、機身設計方面表現(xiàn)都不錯?!?p>
首飛成功的SolarStratos配備了22平方米的太陽能電池板,為一個20 kWh的鋰離子電池組提供電能,然后驅(qū)動32 kW的電動機,后者驅(qū)動一個2.2 米的螺旋槳。而SolarStratos的長度為8.5米,翼展為24.9米,重量僅為450公斤。
作為SolarStratos的設計師,Calin Gologan表示,這架飛機能夠連續(xù)飛行超過24小時,足以滿足到達平流層需要的兩個半小時的時間,在高海拔高度上飛行15分鐘,然后3個小時返回地球。
為了減輕重量,SolarStratos的飛機沒有密封加壓處理,飛機員必須穿著宇航服。當然,宇航服也是通過太陽能供能的。但這也意味著,飛行員將無法離開飛機使用降落傘。
拉斐爾·多姆詹目睹了整個首次試飛的全程,他表示:“我們的飛機可以在25000米高空飛行,為依靠電力和太陽能供電的高空飛行打開一扇窗戶,這是從未嘗試過的。只有通過飛行我們才能清楚飛機的極限,今天的短途飛行是通往這條道路的重要第一步?!?h3>追趕甚至超越化石燃料的可能
眾所周知,太陽能飛機作為航空技術與新能源技術相結合的產(chǎn)物,是人類技術能力進步的標志,也是人類追求能源清潔化的產(chǎn)物。
1974年11月4日,世界上第一架太陽能飛機Sunrise I在4096塊太陽電池的驅(qū)動下緩緩地離開了地面,這次成功的飛行標志著太陽能飛行時代的來臨。此后的二十幾年中,由于相關技術的落后,太陽能飛機發(fā)展緩慢。直到20世紀末,隨著太陽電池效率、二次電源能量密度的提高,以及微電子技術、新材料技術等的發(fā)展,太陽能飛機終于駛上了飛速發(fā)展的快車道。
1981年7月7日,美國人史蒂夫·普塔塞克駕駛世界上第一架以太陽能為動力的飛機——“太陽挑戰(zhàn)者”號飛過英吉利海峽。“太陽挑戰(zhàn)者”號成為第一架可載人的太陽能飛機。
太陽能飛機沒有發(fā)動機的轟鳴,不會有噪聲和燃燒污染,而且飛行平穩(wěn)、舒適,是一種十分有前途的新機種。但是它也有許多缺點,例如,太陽能電池目前還十分昂貴,飛機成本高;太陽能電池的效率還較低,產(chǎn)生的電能有限,而且在夜晚和天陰時就無法工作。因此,太陽能飛機要進入實用階段,還得解決許多難題。
SolarStratos團隊曾表示,近百年來,人類都是靠大量化石燃料或者氦來推動飛行器到達同溫層的。而SolarStratos項目則是要證明,駕駛太陽能飛機飛得越高,越能體現(xiàn)出可再生能源的價值。
2012年5月,拉斐爾·多姆詹曾駕駛僅靠太陽能航行的“PlanetSolar”動力艇完成環(huán)球航行項目。2016年,他在宣布項目啟動時曾提出,“SolarStratos是要證明,即便以目前的可再生能源技術也能追趕甚至超越化石燃料”。
拉斐爾·多姆詹希望一旦這項技術被證明行之有效,該公司的目標就是制造一種三人飛行器,其中將包括一個加壓艙,并將于2021年開始運營商業(yè),進行太空旅游。