太阳能飞行器

如果说1903年12月17日，莱特兄弟笨拙的飞行器在北卡罗来纳州的基蒂霍克起飞，创造航空历史时，旁观者感到惊讶的话，那么他们应该看看1998年8月6日这架符合空气动力学的飞行器是如何升空的。正如图片所证明的那样，它真的能飞。事实上，这架飞机创造了螺旋桨飞机所能达到的最高海拔的新的非官方纪录。并且，它依靠覆盖在其独特形状的单翼上的太阳能电池提供的能量完成了这一壮举。

这架名为“探路者Plus”的飞翼翱翔至80285英尺的高度，超过了去年夏天早期版本的“探路者”创下的71530英尺的官方纪录。这架遥控飞机从位于夏威夷考艾岛的巴金沙滩的美国海军太平洋导弹靶场（PMRF）起飞，并在空中停留了近15个小时，其中有近3个小时的高度超过了它之前的记录高度。

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“探路者”是在美国国家航空航天局（NASA）环境研究飞机和传感器技术（ERAST）计划下开发的多架实验飞机之一，该计划总部设在加利福尼亚州爱德华兹的德莱顿飞行研究中心。该计划的座右铭是创造“飞得更慢、更高、更久”的飞机。

这支高空、长航时飞机舰队旨在成为高层大气中的科学研究平台。飞机飞得越慢，它在不改变大气样本的情况下捕获大气样本的能力就越强。此类飞机还可以长时间在海洋上空飞行，监测风暴发展，以提供准确的飓风预测，并密切关注森林和其他大片区域，以提供农作物损害或火灾的早期预警。测试飞机已经搭载了一个机载实时成像系统（ARTIS）摄像头，该摄像头证明了“探路者”作为地球传感平台的实用性。此外，当卫星覆盖不可用时，无人机可以用作通信中继。

任务声明中没有的一个关键特性是“更便宜”。这些飞机的设计目的是将500至1000磅的有效载荷运送到75000至100000英尺的高度，并在空中停留2小时至96小时不等。“在站”成本计划为每小时仅5000美元——而航天飞机上进行一项实验的成本则超过每磅10000美元。

“探路者”的设计者是位于加利福尼亚州蒙罗维亚的创新飞机开发公司AeroVironment Inc.，该公司在1970年代建造了人力驱动的“信天翁”号和“秃鹰”号飞机，后来又制造了太阳能电动“企鹅”号和“太阳挑战者”号。AeroVironment和劳伦斯利弗莫尔实验室在1983年建造的HALSOL（高空太阳能）飞机首次实现了“探路者”的基本配置和概念。

目前版本的“探路者”翼展为121英尺，由八个7.5英尺的螺旋桨驱动。它由先进的复合材料、塑料和泡沫制成，重量仅约600磅。该飞机以约17英里/小时的速度起飞；一旦升空，“探路者”由位于面包车中的控制站的飞行员控制，很像业余爱好者驾驶的模型飞机。但与那些改装过的模型相比，“探路者”就像一只树懒——它的巡航速度只有21英里/小时。

“探路者”是AeroVironment公司目前正在开发的两架太阳能原型飞机——“太阳神”号和“百夫长”号的概念验证飞行器。这两款飞行器的翼展均约为200英尺。“太阳神”号是一款超长航时飞行器，它将使用储能系统在夜间为飞机供电。太阳能电池将在白天为飞行器供电并为储能系统充电。这种飞行的持续时间可能为数周至数月。“百夫长”号是一种超高空飞行器，可以达到100000英尺或更高的高度，它没有储能系统，因此只能在白天运行。

对“探路者”号最近的飞行所做的改动是为了测试将用于“百夫长”号的部件，后者计划于10月份在德莱顿进行低空试飞，并于明年夏天进行高空太阳能飞行。这些更改包括更高效的电机——以及八个电机，而早期版本有六个电机，翼展从99英尺延伸，并在新翼部分采用了更高效率的硅太阳能电池。这些电池由加利福尼亚州桑尼维尔的SunPower公司制造，它们将接收到的太阳能的19％转化为电能，而原始“探路者”号的电池为14.5％。

在短短几年内，“百夫长”号及其初出茅庐的同伴可能会成为翱翔的雄鹰默默的对应物，从它们高耸的热气流中观察地球。