作者：袁一雪
來源：中國科學報
原標題：全太陽能飛艇：新能源浮空器熱起來

　　5月27日，一架太陽能飛艇在南非試航成功。這架由中國企業達天飛艇公司作為設計及制造商，與挪威、英國、法國、美國、南非、德國、日本等國家科技人員合作。動力完全來自其背部安裝的太陽能板轉化的電能，是飛艇中的“新能源”成員。
　　在龐大的飛行器家族中，飛艇的存在感并不像飛機那么強，但是研究飛艇的科研人員依然渴望將新能源應用其中。對于主要在平流層“活動”的飛艇來說，太陽能無疑是最好的選擇。
　　不過，與飛機不同，飛艇表面少有平面，外形更接近龐大的氣球，飄浮的動力來自氣囊內輕于空氣的氦氣。正是這樣的外形特點，在飛艇身上安裝太陽能電池是個極大的挑戰。
　　5月27日試飛成功的飛艇，被國內參與設計的公司達天飛艇公司稱為全太陽能飛艇CA-21R，屬于該公司的CA系列飛艇產品。“這架飛艇與以往的太陽能飛艇不同，沒有依靠油電混合動力，而是完全利用太陽能供電飛行。”上海達天飛艇制造有限公司董事長助理許璐告訴記者。
　　太陽能飛艇
　　在這架全太陽能飛艇之前，不少癡迷于飛艇的研究人員就曾經進行過類似的實驗。2011年，加拿大太陽能飛艇公司研制的太陽能動力飛艇擁有奇異的三角形外形，其背部鋪滿了太陽能電池板。他們對外宣稱這種太陽能動力飛艇綜合了飛艇的輕快特性和有翼飛行器的優點，不需要任何道路或軌道。所以，它可以在沒有著陸點或飛機跑道的偏遠地區完成醫療急救、野生生物監測、軍事偵察以及運送重型貨物的任務。
　　不過，許璐表示，之前的太陽能飛艇都會和燃油發動機一并混合使用，所以屬于混合動力的太陽能飛艇，但是全太陽能飛艇的全部動力則都來自太陽能電池。
　　全太陽能飛艇擁有極大的優勢，一直以來，“不論哪種飛艇，其技術的瓶頸都是材料、能源和浮重平衡，但是，全太陽能飛艇的出現有效地解決了其中的后兩項。沒有燃料消耗減少后產生的額外升力，不用擔心越飛越輕，而造成難以操控。”許璐解釋道。
　　在動力方面，全太陽能飛艇的能源系統構成相對簡單，既有利于對能源的索取和轉換，也能讓太陽能電池構成的飛艇能源系統保證飛艇在高空長期工作。“隨著高度升高，油動機功率都呈下降趨勢，全太陽能艇可有效降低該趨勢。比如在海拔8000米以上，飛艇常用的不添加增壓功能的活塞和渦槳發動機都無法正常工作，但電動機則可以。”許璐表示。而且，因為飛艇采用電機提供動力，維護保障相對簡單，省時省力。
　　除了上述優勢，全太陽能飛艇在災害救援中也提供了新思路。因為，當自然災害發生時，救援力量如何能夠盡快到達災區，提供應急電力、應急通訊等服務，無疑是一項生死攸關的重要問題。較之比較常見的救援直升機，全太陽能飛艇不僅可以在災情發生后迅速升空，避開損毀的地面道路，快速抵達災區上空，還能利用遍布全身的太陽能電池，為災區提供應急電力、通訊等服務。
　　而且，因為擁有太陽能持續提供動力，全太陽能飛艇可長時間“站崗”“放哨”，在消防預警與災情偵查、警用反恐等領域發揮優勢。
　　綜合來看，全太陽能飛艇具有升空高度高、續航時間長、用途廣泛、生存力強、可重復使用、使用維護成本低等特點，可搭載任務系統，執行高分辨率對地觀測等多種任務，在國家軍事和經濟建設方面應用價值很高。


作者：袁一雪 來源：中國科學報 責任編輯：wutongyufg