飞机大而轻，受气流的影响会很大，因此气动效率和操稳特性也是一大难点。空气阻力中的诱导阻力受到翼展影响，翼展越长诱导阻力越小。“对于民用飞机的设计，翼展受到跑道宽度等因素的约束，往往是一项"硬约束"。最大的宽体飞机A380机型的80米翼展已是极限，而对于太阳能飞机这样的小飞机来说，72米已经非常长了。除了重量的考虑，实际使用的现实问题也必须参考，如果过宽就没有机场能够降落了，因此需要平衡考量而不可能无限延长机翼。”宋文滨认为“阳光动力2号”72米巨大翼展正是这款太阳能飞机空气动力设计最大的特点之一，即便更多面积能够获得更多太阳能，机翼也不可能设计得再宽了，而是通过在机身上布置太阳能面板作为补充。
此外，速度也是“阳光动力2号”安全飞行的关键。它的起飞速度只有35千米/小时，巡航速度为90千米/小时，最大速度不过140千米/小时。宋文滨解释，对于此类太阳能飞机，速度过快会使得空气载荷过高而带来结构重量的增加，通过计算90千米/小时可能是最佳时速。正因如此，“阳光动力2号”日前从马斯喀特飞抵艾哈迈达巴德1500余公里就用了14小时，而14小时普通商业客机已经可以从上海飞到半个地球之外的纽约了。
除了综合取胜，在宋文滨看来，“阳光动力2号”在驾驶舱设计等方面也进行了前沿探索。在整个环球飞行中，最具挑战的航段将是几天后从南京出发飞越太平洋抵达美国夏威夷的这一段。这段漫长的飞行预计需要5天左右的时间，而期间飞行员将在3.8立方米的狭小机舱中持续工作和短暂休息。“当环境和空间都受到限制时，如何让飞行员能舒适地保持长时间飞行也是一项值得探索的课题。”宋文滨说。
未来应用
运载多人还不大可能
那么，太阳能是否能成为飞机的主要能源来源？这也是本次“阳光动力2号”受到万众聚焦的焦点。它的机翼、机身和水平尾翼上共贴敷了17248片135微米厚的单晶硅薄膜太阳能电池，转换效率为23%。这些电池可以产生最大70千瓦的功率，这些电力可以输出给四台单台功率13.5千瓦的电动机带动四扇4米直径的双叶螺旋桨给飞机提供动力。阳光充足时多余的电力向机载锂聚合物电池组充电。
上海交大机械与动力工程学院太阳能发电及制冷教育部工程研究中心主任王如竹教授表示，太阳能功率低，维持一个人的飞行尚且可行，倘若要运载多人恐怕在民用飞机的运用上还不太可能。“不过，在卫星等小型的航天器的使用中，太阳能的运用已经非常普遍。”
纯太阳能飞机的梦想早已有之，但其工程实现既需要单项技术的进步，也需要综合集成能力的提高。在宋文滨看来，此次“阳光动力2号”的环球飞行很好地验证了纯太阳能飞机实现长航时飞行的可行性。“最终的目的是希望将来能够在实际中得到应用。但目前看来，离将来在实际中的应用还有一定距离。”他说，“比如一架太阳能飞机能带多少人、多少货，或者多少商用机场能够接纳着陆的实际价值还有待商榷。不过，在无人机等小载荷飞机实现上还是很有意义的。同时，可以进一步宣传绿色航空的理念，推动新技术的研发。”
“阳光动力2号”昼夜飞行的环球之旅也是人类飞行史上的又一次为大冒险，也令人们看到太阳能作为清洁能源的无限可能。太阳能飞机或许距离普通人还很遥远，但我国太阳能技术发展并不落后。王如竹教授表示，尤其是太阳能用于民用建筑领域，为居民提供生活能源，我国具有很大发展前景。
原标题:“阳光动力”代表飞机的未来？
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