飞向平流层的太阳能飞机

易寒

除了创造记录，还有一件值得关注的事——据拉斐尔·多姆詹本人介绍，参与这次“创世之举”的白色双座飞机，覆盖有22平方米太阳能电池板，将成为第一架进行平流层飞行的载人太阳能飞机。

以太阳辐射作为推进能源

今年的2月，由BAE Systems子公司Prismatic，打造的持久高空太阳能飞机PHASA-35，在南澳大利亚皇家空军（RAAF）的Woomera测试靶场上空，进行了首次全集成飞行测试。这架由英国国防科学技术实验室（DSTL）和澳大利亚国防科学技术集团（DSTG）支持的飞行器，是一种高空长航时（HALE）飞行器，旨在填补飞机和卫星之间的差距。

跟卫星相比，PHASA-35的建造和运行成本更低，并且它还是一个持久、稳定的空中平台，具有军事和民用多种用途。应用包括监视、通信、安全、遥感、环境科学、森林火灾探测和海上监视等。

参与飞行测试的这架太阳能飞机，翼展可达35米，带有太阳能电池板。太阳能电池板在白天有阳光的时候为飞机供电，并将能量储存在电池组中供夜间飞行使用。目前，PHASA-35已经可以在2000米高空飞行。据BAE Systems公司称，在今年进行了几次飞行试验后，PHASA-35可能会在12个月内上市。

事实上，希望利用太阳能把飞机开到高海拔空域去的人还有很多，瑞士人拉斐尔·多姆詹同样是其中一个。

作为太阳能平流层飞机项目“SolarStratos”的发起人，拉斐尔·多姆詹和他的团队也致力于开发太阳能飞机，并将其送到太空边缘。而由该团队所设计研发的SolarStratos，被认为是迄今为止第一架飞向平流层的商业载人双座太阳能飞机。

SolarStratos是以太阳辐射作为推进能源的飞机，可以承载两人。其动力装置由太阳能电池组、直流电动机、减速器、螺旋桨和控制装置组成。24米的狭长翼展覆盖着22平方米的太阳能电池板。

飞行员必须穿着宇航服

2016年12月7日，拉斐尔·多姆詹发布了以仅使用太阳能飞抵地球平流层的首个载人飞机项目“SolarStratos”。

2017年5月5日，这架2座的太阳能飞机SolarStratos在瑞士Payerne机场成功进行首次试飞，试飞员Damian Hischier驾驶飞机在300米高空飞行了7分钟。他认为：“这架飞机的飞行感觉非常好，它在响应、机身设计方面表现都不错。”

首飞成功的SolarStratos配备了22平方米的太阳能电池板，为一个20 kWh的锂离子电池组提供电能，然后驱动32 kW的电动机，后者驱动一个2.2 米的螺旋桨。而SolarStratos的长度为8.5米，翼展为24.9米，重量仅为450公斤。

作为SolarStratos的设计师，Calin Gologan表示，这架飞机能够连续飞行超过24小时，足以满足到达平流层需要的两个半小时的时间，在高海拔高度上飞行15分钟，然后3个小时返回地球。

为了减轻重量，SolarStratos的飞机没有密封加压处理，飞机员必须穿着宇航服。当然，宇航服也是通过太阳能供能的。但这也意味着，飞行员将无法离开飞机使用降落伞。

拉斐尔·多姆詹目睹了整个首次试飞的全程，他表示：“我们的飞机可以在25000米高空飞行，为依靠电力和太阳能供电的高空飞行打开一扇窗户，这是从未尝试过的。只有通过飞行我们才能清楚飞机的极限，今天的短途飞行是通往这条道路的重要第一步。”

追赶甚至超越化石燃料的可能

众所周知，太阳能飞机作为航空技術与新能源技术相结合的产物，是人类技术能力进步的标志，也是人类追求能源清洁化的产物。

1974年11月4日，世界上第一架太阳能飞机Sunrise I在4096块太阳电池的驱动下缓缓地离开了地面，这次成功的飞行标志着太阳能飞行时代的来临。此后的二十几年中，由于相关技术的落后，太阳能飞机发展缓慢。直到20世纪末，随着太阳电池效率、二次电源能量密度的提高，以及微电子技术、新材料技术等的发展，太阳能飞机终于驶上了飞速发展的快车道。

1981年7月7日，美国人史蒂夫·普塔塞克驾驶世界上第一架以太阳能为动力的飞机——“太阳挑战者”号飞过英吉利海峡。“太阳挑战者”号成为第一架可载人的太阳能飞机。

太阳能飞机没有发动机的轰鸣，不会有噪声和燃烧污染，而且飞行平稳、舒适，是一种十分有前途的新机种。但是它也有许多缺点，例如，太阳能电池目前还十分昂贵，飞机成本高；太阳能电池的效率还较低，产生的电能有限，而且在夜晚和天阴时就无法工作。因此，太阳能飞机要进入实用阶段，还得解决许多难题。

SolarStratos团队曾表示，近百年来，人类都是靠大量化石燃料或者氦来推动飞行器到达同温层的。而SolarStratos项目则是要证明，驾驶太阳能飞机飞得越高，越能体现出可再生能源的价值。

2012年5月，拉斐尔·多姆詹曾驾驶仅靠太阳能航行的“PlanetSolar”动力艇完成环球航行项目。2016年，他在宣布项目启动时曾提出，“SolarStratos是要证明，即便以目前的可再生能源技术也能追赶甚至超越化石燃料”。

拉斐尔·多姆詹希望一旦这项技术被证明行之有效，该公司的目标就是制造一种三人飞行器，其中将包括一个加压舱，并将于2021年开始运营商业，进行太空旅游。