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发起人: 13360054568        发起时间:2015-07-31
阳光动力2号创新材料解决方案
众多创新材料解决方案助力阳光动力2号航行,其中包括单晶硅薄膜光伏电池、碳纤维复合材料、保温材料、以及高性能涂料等。
方案描述:

“阳光动力2号”是20104月首飞成功的“阳光动力号”的升级版,是目前全球体积最大的太阳能飞机,是唯一长航时、不必耗费一滴燃油便可昼夜连续飞行的太阳能飞机。阳光动力2号的翼展达到72米,超过体积最大的商用客机,但重量只有约2300公斤,与一辆家用汽车相当。飞行所需能量完全由太阳能电池提供。201462日,阳光动力2号在瑞士西部城市帕耶讷成功首飞。201539日,阳光动力2号太阳能飞机从阿联酋首都阿布扎比起程,开始环球飞行。

1单晶硅光伏电池

阳光动力2号主要动力是太阳能,其飞机两翼上装有单晶硅薄膜太阳能电池,能量转化效率约23%,电能的利用率达到90%以上,可为四台无刷直流发电机提供动力,并在白天给锂电池充电,以满足夜间飞行的能源需求。

 

整块机翼被17248片单晶硅光伏电池覆盖,光伏电池转化率高达22%,为了存储太阳能,机上还有633千克重的锂电池,白天,太阳能电池将电能充入到机载锂电池中,为夜间飞行储备电能,最高飞行速度141千米每小时。

 

2、碳纤维复合材料

这架飞机比较先进地方在于,整体结构80%是碳纤维,并且是蜂窝状的,不仅质量轻、强度高,而且保温效果比较好。”这种材料重量密度约为25克每平方米,比纸要轻3倍,而强度完全满足飞机的机械要求。

 

蜂窝状碳纤维材料上面覆盖太阳能电池板

图片来源:fastcoexist

 

3、保温材料

为了减轻重量,飞机并没有安装加热和减压设备,随着飞行高度的调整,机舱内温度将在-40℃至+40℃之间变化。由于机舱并不密封加压,也没有温控装置,飞行员将仅靠机舱的高密度保温材料来抵御极端温度。驾驶舱壳体的部分材料使用的聚氨酯泡沫,驾驶舱外部也有部分聚氨酯泡沫被用于电池隔热,;两位飞行员的飞行服,类似各国空军高空战斗机飞行员的服装,采用了最新的材料,有隔离保温的作用。

 

拜耳工程师博士贝恩德·罗特(左)和伯特兰皮卡德,查看高性能绝缘材料Baytherm? Microcell

图片来源:inter PV

 

4、涂料

由于太阳能电池易碎且没有机械阻力,需涂上用来保护太阳能飞机电池的,此次飞机采用曾经用于电动汽车的含氟共聚物薄膜,它可以模塑成机翼曲度而不会断裂。这种树脂不仅耐紫外线,防水,而且才17微米薄。

 

图片来源:solar impulse官网

 

拜耳创新材料助推太阳能动力新技术

 

2010 年以来,拜耳材料科技一直是阳光动力号专案的官方合作伙伴,致力于为其提供永续的产品和解决方案。拜耳材料科技为阳光动力2号提供许多先进创新的产品和解决方案。其中最关键的贡献即为驾驶舱外壳的全部设计。拜耳材料科技成功地完成从概念设计到生产制造的完整过程。

 

拜耳创新材料在阳光动力2号上使用详解

图片来源:research.bayer.com/solar-impulse

 

聚氨酯泡沫塑料Baytherm? Microcell

 

在驾驶舱内部采用拜耳材料科技保温隔热材料-Baytherm? Microcell,其保温隔热性能超出目前标准的 10%。对这架飞机而言,一个拥有极高度保温隔热效能的材料是这架飞机的成功关键,因为它必须能够承受白天 40 摄氏度和夜间零下 40 摄氏度的巨大温度变化。

Baytherm? Microcell是微蜂窝硬质聚氨酯泡沫塑料。这种材料具有更细的泡孔,更轻的整体重量,更低的导热系数,更佳的隔热效率,更高的脱模效率,更快的生产节奏。毋庸置疑,制冷设备的制造商也对该产品颇感兴趣,因为达到最佳保温效果的冰箱能够降低能耗,从而节约成本。

 

 

硬质聚氨酯泡沫塑料

 

驾驶舱壳体多部分由拜耳材料科技的各类硬质聚氨酯泡沫塑料制成其微蜂窝硬质聚氨酯泡沫塑料被用于机舱冷热绝缘以及电池隔热,有效地将驾驶舱与冰冷或炎热的环境相互隔离。为飞行员和驾驶舱提供最佳保护。硬质聚氨酯泡沫塑料为闭孔结构,具有绝热效果号、比强度大、施工方便等特点。同时还具有隔音、防震、绝缘、耐热、耐寒等特点。广泛应用于日常生活中。

 

潘顿椅采用拜耳硬质聚氨酯泡沫Baydur 60

图片来源:hg-z.com

 

高性能透明聚碳酸酯薄片

 

阳光动力2号的舷窗采用高性能透明聚碳酸酯薄片。这种材料具有玻璃般的质感且机械性能优于玻璃,其轻质、安全的特点,完全满足太阳能飞机轻量化、低能耗的要求。这种材料还被应用于轨道交通作为车辆内饰部件,使列车更轻质、更安全,使乘客上下车更方便,并可降低能耗,减少污染。

 

 

高性能涂层原料

 

拜耳材料科技还提供高性能涂层原料用于制造覆盖机身结构的薄膜涂层,高性能粘合剂将织物粘结在机翼上。这种薄膜涂层是用来保护太阳能飞机电池的,此前曾经用于电动汽车的含氟共聚物薄膜,因为太阳能电池易碎且没有机械阻力,但涂上这种薄膜以后,可以模塑成机翼曲度而不会断裂。这种树脂不仅耐紫外线,防水,而且才17微米薄。这种技术也被应用于巴西世界杯比赛用球“Brazuca”。

巴西世界杯比赛用球“Brazuca”图

 

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