
核心提示:直流电动机把电能转化为机械能,通过减速传动装置,带动螺旋桨转动产生拉力克服飞行阻力,使飞机前飞。


以太阳辐射能作为动力源的飞机(见图)。其动力装置是区别于其他飞机的主要标志。
太阳能飞机的动力装置主要由太阳能电池阵(板)、直流电动机、减速传动装置和大直径低转速的螺旋桨组成。太阳能电池阵由许多平铺在机翼、平尾或垂尾的太阳能电池片组成,用来利用光电效应将太阳能转变为电能。直流电动机把电能转化为机械能,通过减速传动装置,带动螺旋桨转动产生拉力克服飞行阻力,使飞机前飞。
第一架实现太阳能动力飞行的飞机由美国人罗伯特·博切尔设计,机长14.37米,机高3米,翼展32米,机翼面积90米2,为遥控无人机。1974年11月4日上午10时起飞,爬高到300米,飞行20分钟后着陆,证实利用太阳能进行动力飞行是可能的。 第一架有人驾驶的、在有阳光照射的一般气象条件下能作长时间太阳能动力飞行的飞机是美国人保尔·迈克尼迪等人设计的“太阳挑战者”。该机为正常布局形式,机长9.25米,翼展14.26米,机翼面积23米2,空重90千克,巡航速度8.5米/秒~16.1米/秒,最大上升率1.25米/秒。太阳能电池阵由铺在机翼和平尾上的16 128块1.9×6.35平方厘米的硅太阳能电池片组成,在中纬度地区的地面峰值功率约为2 700瓦。1981年7月,成功地飞过英吉利海峡,航程约290千米,平均时速约54千米,翼载约6千克/米2。
由于太阳辐射能的强度较弱(在地球大气层上界垂直于阳光的表面上为1.353千瓦/米2,且随着高度降低而不断减小,在到达地面附近时将有52%的能量被大气层反射和吸收),加上硅太阳能电池的光电转换效率较低,只有10%的光辐射能是可以利用的,以20世纪末的科学技术水平制造出来的太阳能飞机速度太小,适航性不好,特别是在低空。在高空,这种飞机的性能有所提高。由于这种飞机机体大部分由复合材料组成,且没有产生高热源的发动机,所以是一种理想的隐形飞机,作为高空无人侦察机在军事上很有前途。为了维持长时间飞行,将太阳能电池白天产生的部分能量储存在机体的蓄电池中,到晚上再释放出来,以保持飞行。不消耗任何燃料,使用成本低。