飛艇_為救災(zāi)設(shè)計的光電能源飛艇

　　設(shè) 界 　　 　　近日，主修工業(yè)設(shè)計的大學(xué)生Andrew Leinonen提出的“光電能源飛艇”設(shè)計概念贏得了2008 ACIDO Rocket Show“自然災(zāi)害類”第一名。
　　這項設(shè)計試圖綜合飛艇與再生能源發(fā)電兩種不會破壞生態(tài)平衡的技術(shù)，以此服務(wù)于災(zāi)難救助。對于突然受災(zāi)的地區(qū)，這種能源飛艇將起到巨大作用：它漂浮空中，利用太陽能蓄電池和風(fēng)葉片儲集電源合成一個無線通訊站，連線到地面供電車，為醫(yī)療設(shè)備、通訊設(shè)備、凈水裝置以及各類電器供電，為災(zāi)區(qū)救援和重建提供迅捷幫助。
　　空中旅行是溫室氣體排放量迅猛增長的元兇。由于航空業(yè)自身的特殊性，目前在替代品方面少有選擇。但是，飛艇的重量輕于飛機，是為一種可能性。計算發(fā)現(xiàn)，飛艇所產(chǎn)生的影響比噴氣式飛機要低80%-90%。歷史上建造現(xiàn)代飛艇的努力均告失敗，關(guān)鍵在于初始規(guī)模巨大，難以吸引風(fēng)險投資。這項概念設(shè)計的目標(biāo)是建造一個規(guī)模適中、僅滿足當(dāng)前需求的飛艇，未來將向一個更注重可持續(xù)發(fā)展的航空工業(yè)過渡。
　　“光電能源飛艇”是一艘無人駕駛的飛艇，它可以產(chǎn)生并向災(zāi)區(qū)提供亟需的可再生能源與通訊線路。利用表層涂蓋的光電薄膜，加上一個風(fēng)力發(fā)電機組，它可以提供清潔的能源并通過連接電纜進行傳輸。經(jīng)由一套電信設(shè)備，它也可充當(dāng)一個無線電、移動電話信號的中繼站，幫助救援協(xié)調(diào)和溝通。
　　從體積來看，飛艇需要造得相當(dāng)大才能產(chǎn)生足夠浮力以提高自身的有效載荷，同時，由于相對較低的轉(zhuǎn)換效率，薄膜太陽能電池也需要大片區(qū)域，因此這兩種技術(shù)相輔相成。與標(biāo)準(zhǔn)飛艇相比，“光電能源飛艇”是僅20米長的小飛艇，但在飛艇頂部提供了約180平方米的光伏表面積。它所采用的太陽能電池以CIGS技術(shù)為基礎(chǔ)(該技術(shù)仍在發(fā)展中，目前轉(zhuǎn)換效率為14%)，可以完整地貼于飛艇表面，減少重量同時節(jié)約資金。
　　
　　從操作來看，“光電能源飛艇”可以自動飛行到它的部署地點。如果飛艇駐防在美國遍布全球的空軍基地，它們能在兩天內(nèi)到達(dá)世界上任何一個自然災(zāi)害區(qū)域。一旦到達(dá)站點，飛艇緊接著降低動力箱，那些產(chǎn)生的能量被傳送到地面上，為野外醫(yī)院、抽取凈化水、照明、通信以及電腦設(shè)備提供電力。在平均緯度和大氣條件下，一艘“光電能源飛艇”每天能制造約125萬千瓦時的電能。
　　與常規(guī)飛艇設(shè)計不同，“光電能源飛艇”使用氫氣取代氦氣。盡管氫氣在“興登堡事件”(注：1937年5月6日，“興登堡號”從德國飛抵美國新澤西州，降落時發(fā)生火災(zāi)，97名乘客中36人遇難。由于美國拒絕出售給德國氦氣，迫使飛艇使用極易燃燒的氫氣代替，多數(shù)人認(rèn)為氫氣是事故的元兇)中遭盡斥責(zé)，但其實上，飛艇表層所涂的油漆才是那次災(zāi)難的真正禍?zhǔn)��！肮怆娔茉达w艇”無人駕駛，體型也遠(yuǎn)小于曾經(jīng)的“齊柏林”(Zeppelin飛艇，一種硬式飛艇，尺寸巨大，航空發(fā)動機的馬力強勁，當(dāng)時被廣泛應(yīng)用于軍事及民用航空運輸)飛艇，所以它對人的風(fēng)險要小很多。日前，氦氣正變得越來越少，美國氦氣存儲預(yù)計2035年將消失。相比之下，同單位的氫氣比氦氣產(chǎn)生更大浮力，費用也更便宜，并且是可持續(xù)利用的。 氫氣最大的優(yōu)點在于，它可以用來作為車載氫燃料電池的燃料，這種電池能在夜間或太陽能、風(fēng)能輸出功率較低的時候提供緩沖電力。飛艇底部的兩個擴張板打開，提供氫燃料緩沖容量，并能抵消在高度、大氣溫度和壓力上的變化。
　　雖然Andrew Leinonen的“光電能源飛艇”僅是一項概念設(shè)計，在不久的將來未必能大規(guī)模被采用，但為今后的災(zāi)難救援帶來了新的思路與啟發(fā)。

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