瑞士的太阳能冲动设计了一个太阳能电力飞机，可以在全球范围内旅行，能够在储存的电力上飞过夜晚。太阳脉冲2（SI2）使用零燃料并产生零排放。飞机和飞行员必须能够在着陆之间飞到5天，5晚。太阳能电动平面，当太阳不发光时，可以在没有燃料的情况下飞行是完全成就和工程壮举。

Si2刚刚完成了世界各地飞行的太平洋交叉部分。在星期一，它离开了山景，加利福尼亚州，因为它开始穿越美国。到目前为止，太阳脉冲有设置8个世界纪录。

“这个项目的复杂性令人难以置信的高，因为这一飞机中的一切都是新的：新推进，新能源，新的结构，新材料，”太阳脉冲联盟和飞行员和飞行员的andréBorschberg说。

第一个并不总是容易的，但它确实为你接近任务的灵活性。对于太阳脉冲的工程师，这意味着从没有蓝色印刷品的情况下开始，并与清洁板岩一起设计飞机马铃薯和基于模型的设计。

以下是4个设计考虑因素，即太阳脉冲击的工程师面临的工程师，这不是典型飞机设计的主要关注点：

1.如何使用747的翅膀设计一架飞机，但汽车的重量

当然，所有的飞机设计都必须考虑到重量:飞机越轻，燃油经济性越好，可以承载的货物或乘客就越多，等等。但这架太阳能飞机需要在重量和功率设计上做出极端的权衡。

该团队必须决定如何预算权力和重量，以及投资冗余的地方。该团队转向基于模型的设计来解决这些问题。

“太阳脉冲的飞行试验和动态头部说：”太阳脉冲飞机的配置无法设计而不使用模型和基于模型的设计。“

设计问题是翅片的二向角度之间的经典反馈环，垂直尾部的尺寸，发动机的位置和功率以及其他因素。该团队迭代设计参数以查找最佳折衷。

在下面的例子中，他们进行了敏感性研究，以确定副翼伺服系统和舵伺服系统中哪个系统需要冗余以保证安全运行。基于模型的设计和仿真结果表明，在使用2个舵机的情况下，飞行员用1个副翼舵机仍然可以控制飞机的航向。这从总体预算中节省了一些重量和能量。

2.日常能量周期：需要保持飞机高举直到太阳出现！

在上午10点和4点的日光小时之间无法穿过太平洋，最大速度为90公里/小时（56英里/小时）。Si2不够快。事实上，Si2花了62小时，29分钟时间从檀香山，嗨山景，加利福尼亚州的2402英里之旅。飞机必须能够存储电力以便在时钟周围飞行。

能量存储的一种机制是显而易见的：17,000个太阳能电池在白天充电。储存的能量用于在夜间为四个17.5 HP电动机供电。

第二个能量存储机制是潜在的能量。传统的飞机使用燃料来爬升，但Si2可以在攀爬时增加燃料。因此，特派团旨在白天以引力潜在能量的形式存储能量。

在白天Si2升至大约28,000英尺。在晚上，它通过将电动机电力降低，降低了电池对电池的需求。在能量循环的这一部分期间，平面慢慢下降到8,000英尺过夜。

3.设计自动驾驶仪，以便飞行员可以在多天飞行中睡觉

是的，其他飞机有自动驾驶仪。然而，目前的规定禁止飞行员睡觉，除非副驾驶醒着。由于Si2没有副驾驶，团队不得不在5天的飞行中获得允许，让单飞飞行员睡觉。Si2的飞行员被允许每20分钟小睡一次，以防止他陷入深度睡眠。他总共睡了每天4小时。

基于模型的设计金宝app也用于自动驾驶仪系统的设计。权力和控制权限是关键。用于团队的模型太阳脉冲1重复使用Si2。

“我们在2007年开始的模型今天仍然使用，”Ralph Paul说。“基本模式从未改变过。”

自动驾驶仪在需要时可以唤醒飞行员也至关重要。如果自动驾驶仪系统检测到问题，该团队使用可穿戴设备来提醒导频。例如，当飞机超过5度的最大银行角度时，飞行员袖子中的振动警告他。

4.如何在骑自行车（以及其他与天气有关的顾虑）时捕捉到十字风中的飞机着陆

你可以想象，天气是太阳能飞行的一个关键问题。逆风会延误飞行，而良好的顺风会极大地帮助飞行前进。侧风会使这架轻型飞机明显偏离航线。团队还必须考虑云层的高度:飞机必须爬到云层之上，以便在白天为电池储备充分充电。Si2根本无法穿越风暴。

“我们在飞行慢慢地飞行，经常我们有我们实际飞越倒退的情况，”拉尔夫保罗国家。

Si2是浅色，最大速度较低。它在大约25节或50公里/小时内旅行。这意味着强大的逆风会导致负数。在Simulink中运行的模型与该模型集成在金宝app一起X飞机商业飞行模拟器创建准确的飞行模拟。飞行模拟器用于探索设备和仪器发生的情况，当方向和净陆速度超出同步180度时。

飞行模拟器也广泛用于恢复飞行员以处理这种独特的飞机，特别是在各种风力条件下。

“即使在多年的广泛飞行经验，由于飞机的动态，皮卡德和博尔斯奇伯格必须使用专门为太阳脉冲2开发的飞行模拟器来重新学习飞行策略，试验技能和空气动力学，”太阳能世界公司的米歇尔·迪弗兰吉亚说。

风速虽然空气传播不是唯一的担忧。Si2是具有相对大的表面积的轻重平面。交叉风可以在起飞和着陆过程中轻松推动飞机。因此，虽然由于着陆轮旋转的旋转能力，飞机可以降落在侧向朝向侧面，但平面将纯的横向组分限制为8节。

着陆方法有助于跨风局限性。为了最小化重量，在托架下有最小的速度。当Si2进入着陆时，它实际上被自行车上的人们捕获，并通过往达Si2的额外地面船员来稳定飞机并防止损坏精致的着陆齿轮和翅膀。由于他们掌握悬挂在翅膀上的柱子，因此在着陆期间停靠螺旋桨，以最大限度地降低地面船员的风险。

太阳脉冲漫画家，马丁·萨，解释了天气在飞机早期延迟时的重要性:(是的，他们有一个企业漫画家。那是多么酷？）