瑞士Solar Impulse公司日前宣布,暫時中斷依靠太陽能驅(qū)動的電動飛機“陽光動力2號”(Solar Impulse 2,SI2)的環(huán)旅之旅項目,該機將在夏威夷逗留至2016年初春。
中斷原因是,在從名古屋到夏威夷的約5天(117小時52分)的連續(xù)飛行中,熱量過高導致蓄電池發(fā)生損壞,通過應急措施無法修復。該蓄電池是能量密度為260Wh/kg的鋰聚合物電池,包括外殼等在內(nèi),電池的總重量為633kg。
該機2015年3月9日從阿聯(lián)酋(UAE)的阿布扎比起航,開啟環(huán)球之旅。途徑阿曼的馬斯喀特、印度的艾哈邁達巴德和瓦拉納西、緬甸的曼德勒、中國的重慶和南京。在從南京飛往夏威夷的途中,曾緊急停靠名古屋,然后經(jīng)過5天的最長連續(xù)飛行,于7月3日抵達了夏威夷。
包覆發(fā)泡材料是電池損壞的一個主要原因
Solar Impulse公司表示,蓄電池損壞的原因不是蓄電池本身,而是錯誤地計算了蓄電池冷卻系統(tǒng)的性能,而且對環(huán)球飛行路線缺乏詳細分析。
具體而言,蓄電池在殼體內(nèi)的固定方法,是導致冷卻性能不足的一個原因。該蓄電池在放有4臺螺旋槳用馬達的殼體“馬達艙”內(nèi),與馬達一起使用高密度發(fā)泡材料固定。其目的是為了確保機械強度、絕緣性、防水性及防塵性,但犧牲了一些冷卻性能。
忘了考慮熱帶氣候
另一個因素是沒有充分考慮夏威夷等低緯度地區(qū)的高溫天氣。SI2白天爬升到8500m高空飛行,在夜晚將飛行高度降低到1500m。在爬升時和下降時,螺旋槳的輸出功率越大,蓄電池的溫度越容易升高,輸出功率的控制方面沒有考慮到氣溫因素。
SI2是在碳強化纖維制成的翼展為72m的機體上,搭載了17248枚太陽能電池單元的螺旋槳飛機。太陽能電池為單晶硅型,而且采用的是厚度僅為135μm的電池單元。機體的總重量為2.3噸,只相當于1輛汽車的重量。利用太陽能電池,在飛行中1天可發(fā)電340kWh。白天利用剩余電力為蓄電池充電,夜晚使用蓄電池中儲存的電量飛行。
Solar Impulse是瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院(Ecole polytechnique federale de Lausanne,EPFL)為實施此次Solar Impulse計劃而創(chuàng)辦的風險企業(yè)。參與項目的主要合作伙伴包括比利時化工企業(yè)索爾維(Solvay)、瑞士鐘表制造商歐米茄(Omega)、大型電梯制造商瑞士迅達(Schindler)、大型重電企業(yè)瑞士ABB等。美國谷歌、德國拜耳(Bayer MaterialScience)等也已經(jīng)成為了該項目的伙伴企業(yè)。