太阳能飞机发展现状

　　太阳能飞机以太阳能为能源，对环境无污染，使用灵活，成本低，目前出世的太阳能飞机已有英国的墨卡托、美国的太阳神、和SoLong以及阳光动力1号和阳光动力2号等。以下是太阳能飞机发展现状。

　　太阳能飞机大多采用比较传统的上单翼布局，平直机翼，无后掠角，翼展达到七十多米。太阳能飞机为了提高气动效率，大多采用大展弦比机翼，尤其像阳光动力二号这样进行环球航行的飞机，展弦比都在30左右。太阳能飞机一般安装多台直流电动机驱动的螺旋桨，使用上单翼布局可以使发动机的安装位置较高，桨叶不至于在起降时刮碰地面而造成损坏。飞机使用的发动机总功率并不是很大，因此飞机不得不做的尽量轻薄，看起来很大的飞机其实只有两三吨，仅仅相当于一辆家用小汽车。

　　太阳能飞机以直流无刷电动机驱动螺旋桨提供动力，这种推动方式广泛应用于低速飞机。太阳能飞机多采用分布式推进系统，并以直驱方式为主，只在小型太阳能飞机上采用减速驱动方式以提高螺旋桨效率。永磁直流无刷电机效率高，可动部件少，在太阳能飞机上得到了广泛的应用。长航时太阳能飞机多采用定矩螺旋桨，以减少可动部件。无刷电机的缺点是控制复杂，造价昂贵，在不同的飞行状态下，定矩螺旋桨和电机的匹配困难，降低了系统的效率。

　　太阳能飞机由于是靠功率相当有限的电动机提供动力，飞机的气动外形多较为传统，飞机的飞行速度不会太快，一般不会超过150km/h。有限的动力使飞机本身不能搭载过多的设备，目前最大的太阳能飞机阳光动力二号也仅有2300kg，这样简陋的环境使得飞行员在高空长航时的飞行相当艰苦。 飞机的结构强度比较低，机翼翼载荷也比较小，飞机极易受到气流的影响，航行时是比较危险的。如阳光动力二号为了减重，驾驶舱并未像民航飞机那样配备了增压和空调系统，所以当飞机达到8000米最大巡航高度的时候，舱内的环境会变得相当不舒适。还好有了超强绝热材料和特殊的飞行服保护，飞行员感受到的不会是从零上40℃到零下40℃的冰火两重天。每天的供给将是2.4千克食物、2.5升水和1升运动饮料。 这五天五夜里，飞行员的吃喝拉撒睡将都会在飞行座椅上完成。座椅不但集成了厕所，下面还有降落伞和救生筏以供不时之需。每隔几小时，飞行员将会被允许打一个十几分钟的盹。还好，座椅会有充气垫让飞行员完全展开双腿。民航飞行员借助自动驾驶仪可以放心地在飞行过程中休息，但是“阳光动力”2号这样的飞机翼载太低，于是对气流特别敏感，一不小心就会失控。所以即便有特别开发的自动驾驶仪和地面控制中心的实时监控，飞行员还是会在飞机姿态变化超过5°的时候被装在手腕上的振动器唤醒。

　　机体材料和前期投入也是一个相当大的问题。由于要用尽可能少的能源飞更远的距离，整架飞机的空气动力学布局采取了有着超高升阻比的滑翔机外形。细长的机翼给结构和材料提出了严苛的要求。最终，机翼里布置了碳纤维肋条，外表的蒙皮则采用了一种全新开发的树脂薄膜材料，厚度仅有17微米。除了机翼肋骨，机身的大部分骨架和硬质外壳也都采用了碳纤维材料，某些碳纤维板材每平方米的重量仅有25克，是普通打印纸的三分之一。这就使得飞机的造价相当高，阳光动力二号的造价竟然达到了1.6亿美元，远远超过美军四代战斗机F-35的价格。 太阳能飞机都使用单晶硅太阳能电池板来提供电力，这些太阳能电池板都铺设在飞机的机翼上表面。这些太阳能电池板加大了机身的重量，使得整个机翼的翼型发生很大变化，气动效率也随之降低。另外，太阳能电池板与机翼的贴合并不足够紧凑，使得机翼不够光滑，整个机翼上表面可能会出现乱流，进一步加大了飞行时的阻力。

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