革命性的飞机,太阳脉冲号它成功地分六段飞行横跨美国,飞行距离超过3500英里。尽管天气恶劣,最后一次飞行时机翼受损,但这架飞机还是完成了飞行。了解总部位于瑞士的“阳光动力”团队,以及他们制造第一架日夜纯靠太阳能飞行的飞机的过程。
欧洲杯足彩网GrabCAD有机会与阳光动力团队的两位成员André Borschberg和Bertrand Piccard交谈。André (AB)是联合创始人兼首席执行官,Bertrand (BP)是阳光动力发起人兼董事长。两人都是该项目的试点。他们革命性的碳纤维飞机翼展相当于一架波音747(63.4米/ 208英尺),重量相当于一辆小型汽车(1600公斤/ 3500磅)。这是一个由大约80人、100名合作伙伴和顾问组成的团队历时7年紧张工作、计算、模拟和测试的结果。从来没有人造过这么大这么轻的飞机。机翼上的12000个太阳能电池为4个10马力的可再生能源电动机提供能源。白天,太阳能电池为400公斤/ 881磅的锂电池充电,使飞机在夜间飞行。
“阳光动力”项目的目标是什么?
英国石油公司:“阳光动力”项目最初的目标是建造一架能够在没有燃料的情况下昼夜飞行的飞机,完全由太阳能驱动。“阳光动力号”的目标是发展一种象征,它将有吸引力地促进开拓和创新精神,特别是在清洁技术领域。继2010年历史性的26小时飞行成功后,2011年欧洲飞行成功,2012年飞往摩洛哥的国际飞行成功,以及最近一次从美国西海岸穿越美国东海岸的尝试,我们的目标是在2015年环球飞行。
然而,我们的成功不仅来自完成一次无燃料环球旅行,还将激励每个人采取必要措施减少我们对化石燃料的依赖。
你们是否面临着来自航空业的很多阻力?
阿瑟:一点也不。达索航空从第一天起就是我们的航空顾问。2011年,我们在巴黎布尔歇航展上获得了非常积极的反响。航空业将我们的项目视为行业的长期愿景。
你在开发和建造阳光动力号时遇到的最大挑战是什么?
阿瑟:首先,没有任何基准,必须从头开始,周围有很多人告诉我们这是不可能的。为了日夜仅靠太阳能供电飞行,并在没有燃料的情况下完成环球旅行,我们一直知道飞机需要一个大翼展来减少阻力,并需要一个大表面来插入足够的太阳能电池并产生足够的能量(200平方米/ ~2152平方英尺)。
与此同时,我们需要建造一个超轻的结构,以最大限度地节省能源,并在夜间靠电池飞行。该团队必须在所有领域突破现有技术的极限。结果是惊人的:一架大型喷气式飞机的翼展(63.4米/ ~208英尺),一辆汽车的重量(1600公斤/ ~3527磅)和一辆小型摩托车24小时的平均动力。
你们在“阳光动力号”上使用的技术有多普遍?
阿瑟:该项目构思于2004 - 2005年,并依赖于预计的技术进步,直到2009年,特别是在电池和太阳能电池领域。与项目合作伙伴一起优化了所使用的技术:与索尔维合作开发了50个项目,以获得最佳的材料解决方案;得益于索尔维和拜耳材料科学提供的解决方案,电池的能量密度提高了30%;与欧米茄合作开发了新型飞行仪器和人机接口;与Décision造船厂合作使用碳纤维的革命性建筑设备。
在我们的日常生活中,电梯、汽车、船只和飞机都使用了这一切。我们使用的绝缘材料可以用于所有的家庭和家用电器。这种发动机可用于电动汽车。电池的发展也是我们项目的直接结果。
你们的开发过程是怎样的?
阿瑟:两个不同的阶段:第一个阶段包括确定和开发适当的技术,并探索设计替代方案,以实现重量预算。这是一个非常开放的探索阶段,几乎没有限制。第二阶段是飞机的设计和建造,随后是技术和设计解决方案的选择。这是一个非常集中和有组织的阶段,有限制和规划需求。
你的第一架原型机和最终飞机的主要区别是什么?
阿瑟:主要有四点:
- 首先,我们想要提高性能,也就是说我们想要减少我们的能源消耗,有更多的储备。
- 然后,我们会修改驾驶舱以改善人体工程学。
- 此外,为了在潮湿的条件下飞行,我们需要一种具有冗余安全系统和防漏电路的更可靠的飞机。
- 最后,我们将有一种形式的自动驾驶仪,我们称之为稳定增强系统(SAS),它将保持飞行高度和方向,这样飞行员就可以休息。
你典型的一天是怎么过的?
阿瑟:在阳光动力公司,“典型一天”的概念并不存在。这就是为什么我这么喜欢领导这个项目:每天都是不同的,充满惊喜和新东西可以学习!
当然,对我们来说,主要的区别是我们是否在执行任务。执行任务期间通常是非常忙碌的,对整个团队来说是一个真正的耐力测试,而非执行任务期间看起来更像是典型的工作日。但即便如此,我也要经常搬家,与“阳光动力号”的所有团队一起工作,他们在瑞士分为三个部门:洛桑的秘书处和通讯团队,Payerne的后勤和运营团队,以及Dübendorf的工程团队。
通常,我们面临着非常不同的任务,如管理外部关系和沟通,回答媒体查询,管理技术团队,与工程团队合作,处理飞行员和飞机之间的接口,准备飞行(飞行模拟器,模拟工具等),协调我们合作伙伴的活动,等等。所有这些活动都是我们日常工作的一部分,我们经常需要在同一天从一个活动切换到另一个活动。
有多少工程师在为阳光动力号工作?
阿瑟:这要看情况,没有固定的数字。这主要取决于我们所处的阶段。目前车间里大约有50名工程师和技术人员。除此之外,我们还有许多合作伙伴的贡献,包括人力资源方面。
你使用什么设计和工程工具?
阿瑟:Dassault System的Catia用于CAD设计,Siemens的Femap用于FEM分析,FunctionBay的Recurdyn用于机械模拟,Even的complexx用于EFM后处理,PTC的Mathcad用于数学。
图片:谷歌的拉里·佩奇(右),André Borschberg和Bertrand Piccard。
航空革命需要什么?
英国石油公司:我们的主要目的不是要彻底改变航空业,而是要改变人们对能源和清洁技术的看法。如果“阳光动力”技术得到大规模应用,世界将能够节省目前化石能源消耗的50%,剩下的一半将由可再生能源生产。至于航空业,它很清楚自己需要变革。然而,这不能像“阳光动力号”那样彻底。我们的项目涉及零燃料。传统航空不能直接转向零燃料。需要采取中间步骤,例如使用更轻的材料、更直接的路线或通过持续下降而不是水平降落来接近机场。航空将是最后一个能够停止使用燃料的运输领域。
怎样才能让客机开始使用太阳能飞行呢?
英国石油公司:如今,太阳能无人机可以作为通信平台,价格比卫星更低。我们很快就会看到小型太阳能座椅飞机。然而,我们不能预见太阳能商用飞机在不久的将来,但我们必须记住过去。
1903年,莱特兄弟成功地驾驶他们的飞机飞行了200米,你能想象24年后,林德伯格将飞越大西洋吗?他独自一人在飞机上,30年后,一架载有200名乘客的客机在8小时内完成了同样的旅程,而两个人在月球上行走!
你现在在忙什么?
阿瑟:我们已经成功完成了横跨美国的飞行任务:HB-SIA原型机从5月到7月分几个阶段飞越了美国,仅靠太阳能提供动力。
我们目前正集中所有精力完成第二架HB-SIB飞机的开发。飞机正在进行与HB-SIA相同的结构强度和振动测试。飞行测试计划在2014年春季进行,环球飞行计划在2015年4月至7月进行。
您如何使用在穿越美国航班期间收集的信息?
阿瑟:我们系统地尝试将我们在飞行任务中吸取的经验教训应用到我们未来的所有努力中。但我们所做的不是测试飞机,而是得出结论以改进我们的操作。例如,从“穿越美国”任务中获得的经验教训将用于调整强风情况下的飞行战术,使用我们的充气移动机库,优化团队的后勤,在交通繁忙的地区整合飞机,等等。
感谢阳光动力号团队!我们很高兴有机会与“阳光动力号”团队联系,因为他们继续让人们意识到使用能源和清洁技术的方式。贵公司在哪些方面考虑能源成本和节约?你认为未来清洁技术的发展方向是什么?你希望我们在未来的聚焦计划中采访哪些公司?请在评论中告诉我们。