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零的突破:国内首架太阳能飞机“墨子号”首飞成功

国际太阳能光伏网  来源:上海观察  日期:2016-12-13

福州郊外的琅岐岛上,中国首架太阳能飞机“墨子号”完成了它的处女飞,实现我国太阳能驱动航空器领域零的突破。

该机翼展达14米,覆有12平方米的太阳能电池板,带有4台螺旋桨发动机;而其起飞重量仅45千克,比不少成年女性追求的体重还轻。从起飞、平飞到降落,“墨子号”按程序自动完成两次闭环飞行,这一验证结果超出了来自上海的自主研发团队预期。此次首飞完全利用光能转换电能驱动,在飞行中持续蓄能,其留空时间可达6到8小时,设计飞行高度为8000米,航速为每小时75公里,相当于在城市高架路最高车速之内。

在民航华东地区管理局支持下,这架国内尚无先例的固定翼无人机,找到了福建沿海小岛放飞自己的梦想。12月9日,在等待5天之后,天气条件基本符合试飞要求。岛上的民航备用机场上,气温20摄氏度,风速每秒5.5米,相当于每小时20公里左右的中等风速。“墨?号”在90度侧风情况下顺利起飞,并完成预定起降航线的试飞科目。团队负责人毛一青今天向解放日报·上观新闻记者表示,从风速风向看,这并不是最佳起降条件,飞机水平尾翼上的小部分覆膜甚至被吹起,但这并未影响飞行稳性;从动力能源看,冬季过后的太阳角度和辐照,也将更有利于提升飞机的光效能——不过,现阶段能取得这一结果,已令他们非常满意。

“墨子号”团队为首飞成功欢呼

在日出之时,这支近20人的团队就开始忙活。在起飞准备阶段,项目组测试了光能转换充电、多发动机总成情况、机体能源和动机总成实时状态监测、自动飞行驾驶仪功能、多频段数据通讯链路等科目。此期间,飞机也在地面历经了3小时左右的光照充电,其太阳能光电转换效率达19%左右。毛一青透露,从太阳能电池到发动机,再到基于碳纤维的全复合材料,“墨子号”国产化率达80%。

据了解,首飞机型由上海奥科赛飞机有限公司主导,立项和研发得到上海市科委、航天专业空间电源研究所(811所)、同济大学航空航天与力学学院及我国多家航空电院、材料等公司协同配合,在产学研合作中我国航空界著名专家、民航华东地区管理局等在方案确定、工艺改进、试飞协调方面也提供了支持。由于采用全自动飞行模式,飞机实时产生十多种各型飞行数据,都需要精准迅捷地采集分析。毛一青表示,在国产太阳能飞机的航空电子系统中,比如数据处理芯片等,目前还采用国外元器件,下一步将进一步验证其数据通讯的稳定可靠性。

解放日报·上观新闻记者获悉,墨子号太阳能飞机在未来一两年间的目标是实现商用,现有主要方向为“空中基站接力”与“大气垂直监测”。在距地面1500米的云层之上,太阳能飞机可以平稳而不间断地利用光能留空,加载多种应用装备。目前该机有效载重为7千克,除工作舱外,还可在机翼上外挂载荷。项目组计划在随后的试验科目中,对留空时间、移动数据中继通讯的无人区覆盖,以及各高度层的空气采集分析等进行试验。据透露,这一项目已与国内通讯基础设备供应商、地方政府气象环保部门等达成合作意向。此外,它在灾难事故等应急通讯保障领域也有用武之地。

在国际上,“阳光动力二号”载人机型实现了环球飞行,太阳能飞机因其驱动能源的绿色永续,正成为各国飞行器领域重要发展方向,随着光电转换效率和新材料突破,日趋成熟化的太阳能飞行平台将有?阔应用市场。

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