陽光碟機動歷史性跨海航行,下一項太陽能壯舉:橫貫大陸飛行

一艘太陽能動力船今年完成了環球航行,現在一個瑞士技術專家團隊希望完全依靠陽光動力飛越美國

在波濤洶湧的海洋和陽光普照的天空中,有足夠的能量僅憑光能環遊世界。 這樣的努力目前既棘手又昂貴,但一些開發商正在突破技術和自身耐力的極限,以打破空中和水上記錄。

隨著地球的大部分地區已被測繪、拍攝和數字化,這些水手和飛行員認為,下一個前沿領域在於技術,在於走得更遠、更快、更便宜,並以更少的資源做到這一點。 就像查爾斯·林德伯格飛越大西洋一樣,他們希望這些壯舉能夠激勵世界考慮減少排放的新方法,同時開創航空和導航的新時代,他們知道技術和願望不再是限制。

5月,31米長的MS圖拉諾爾PlanetSolar號完成了環球航行,成為第一艘完成此壯舉的太陽能汽車,也是有史以來建造的最大的太陽能船。 圖拉諾爾(Tûranor)的名字翻譯為“太陽的力量”,其靈感來自J.R.R. 托爾金神話中的精靈語。


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它以悠閒的5節速度在海洋中航行,在584天內緩慢消耗電力,其中包括在墨西哥坎昆停留,參加2010年聯合國氣候談判。 導航員規劃了一條避開湍流海域的航線,並儘可能利用洋流以獲得免費的推動力。

這艘船的慢速使它的雙體船船體成為過往鳥類和海豹的便捷停留地。 它也是亞丁灣海盜的理想目標,因此船員邀請了私人保安人員上船,並在船上裝飾了帶刺鐵絲網,以確保安全通行。

圖拉諾爾PlanetSolar號平均消耗20千瓦的電力,最多可產生120千瓦的電力,最高速度可達10節。 在頂層甲板上,有38,000個太陽能電池,面積達537平方米。 它還攜帶11噸鋰離子電池,這些電池可以在一天內充滿電,並提供足夠的電力在陰天航行三天。 德國投資者Immo Ströher為這艘耗資1500萬歐元的德國製造的船隻提供了大部分資金,該船於2010年完工。

沒有汽油的萊特兄弟
據瑞士PlanetSolar SA的 communications 負責人 Rachel Bros de Puechredon 稱,PlanetSolar 團隊目前正在為該船的下一次航行做準備,這是一項 2013 年的科學考察,旨在研究墨西哥灣暖流。 “我們的想法是,我們的船是科學測量的絕佳工具,因為它不排放任何東西,”她說。

準備工作包括設計改造,以應用團隊吸取的一些教訓。 例如,部分浸沒的螺旋槳沒有達到其宣稱的效能。 “從理論上講,它應該具有很高的效率,但事實並非如此,因此我們正在改用更傳統的螺旋槳,” de Puechredon 說。

工作人員還在改裝船艙,以容納科學家及其儀器。 “這些儀器必須在能耗方面進行最佳化,” de Puechredon 說,並指出在航行中幾乎沒有多餘的電力,特別是對於更大的船員來說。

這些太陽能挑戰在空中變得更加嚴峻,但這並沒有阻止 Bertrand Piccard 和 André Borschberg 這兩位瑞士飛行員,他們計劃明年僅靠陽光飛越美國。 Piccard 曾於 1999 年乘坐氣球環繞地球,他使用的吊艙正在史密森尼國家航空航天博物館展出。

Borschberg 和 Piccard 組建了 Solar Impulse 團隊,旨在建造一架可以跨越大陸的飛機,併為一架可以環球飛行的飛機奠定基礎:HB-SIA 原型機。

HB-SIA 飛機的翼展為 208 米,比波音 787 更寬。 它有四個電動發動機艙,重 3,527 磅,平均飛行速度為 43 英里/小時。 它的鋰聚合物電池佔其重量的四分之一。 在空中,這架飛機利用機翼和水平安定面上覆蓋的 11,628 個太陽能電池(面積 200 平方米)收集陽光。 Solar Impulse 在過去九年中為該專案投資了 1.2 億歐元。

平均而言,每個 10 馬力的發動機只有 6 千瓦的電力可供使用,大致相當於萊特兄弟首次飛行時的電力。 儘管飛機尺寸很大,但飛行員在駕駛艙中只有 1.3 立方米的空間,溫度可能會在一次飛行過程中從冰點降至酷熱。

夜間飛行
“當然,這個專案是關於製造飛機,但更多的是關於節約能源,” Borschberg 上週在華盛頓特區瑞士大使館發表講話時說。 “我們能夠使用的動力相當於一輛踏板車的動力。”

飛行動力學使得所有這些妥協成為必要,但 HB-SIA 已經取得了一些令人印象深刻的成果。 Solar Impulse 團隊創造了 26 小時 10 分 19 秒的飛行記錄,跨越白天和黑夜。 明年夏天,他們計劃從舊金山飛往紐約市,並在華盛頓特區停留。

該團隊還希望建造一架更大的飛機,一次可以飛行五到六天。 藉助這架飛機,Borschberg 和 Piccard 將嘗試在 2015 年環球飛行,輪流控制飛機。

PlanetSolar 和 Solar Impulse 團隊承認,這些壯舉並不能直接轉化為新的範例,光伏板可能還需要一段時間才能在機翼和甲板上普遍見到。 “我們不認為你只需在船上安裝太陽能電池就可以讓它工作,” de Puechredon 說。 然而,憑藉當前的技術和這些概念驗證,“我們不需要再等 15 年才能環球飛行。”

Piccard 贊同這種觀點。 “重要的是要表明我們可以將夢想變為現實,”他說。 他指出,第一批滑翔機是用布和木頭製成的,巴比倫人已經掌握了這項技術; 唯一缺少的是製造滑翔機的意願。 因此,當面對大規模可再生交通運輸的可能性時,Piccard 說,“回答‘是’是瘋狂的,回答‘否’是愚蠢的。”

經 Environment & Energy Publishing, LLC. 許可,轉載自 Climatewire。www.eenews.net, 202-628-6500

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