

今年夏天,两名飞行员将挤在36英寸宽的驾驶舱里,把Perlan 2滑翔机带到90,000英尺的高空,这比大多数飞机飞过的都要高。为了达到这样的高度,滑翔机将借助平流层波——在山脉上方流动的强大且鲜为人知的气流。
它将在未知的、不稳定的航空领域飞行,同时还要应对稀薄空气的严酷考验和强烈的紫外线辐射,任何一点小小的失误都可能是灾难性的。如果Perlan 2成功,它将拓展高空飞行的参数,增强气候科学研究,并为行星探索提供新的见解。所有这一切,都无需消耗一滴喷气燃料。

工作原理
助力起飞:一架20马力的牵引飞机将使用缆绳将滑翔机提升到10,000英尺的高度。然后,Perlan 2的飞行员将与飞机分离,继续利用气流和锂离子电池供电的飞行仪器爬升。
狭小的空间:工程师们将长3英尺、宽10英尺的加压机身设计得尽可能小,以最大限度地减少飞行中的阻力和重量。驾驶舱是圆形的(而不是大多数飞机的椭圆形),这样气压就能均匀地作用于所有侧面。
特殊处理的窗户:在90,000英尺的高度,滑翔机将暴露在太阳辐射的腐蚀作用下。聚碳酸酯窗户上的涂层将吸收这些射线。它还有助于抵御严寒,并保持Perlan 2的结构完整性。如果窗户破裂,驾驶舱将失压,飞行员的肺部将在胸腔内破裂。
独特的机翼:轻质碳纤维机翼有助于滑翔机在高层平流层低密度空气中飞行。翼型——其空气动力学设计的84英尺翼展——最大化了效率,并提供了理想的升阻比。
平稳飞行:除了操纵杆,飞行员还将使用副翼和升降舵——机翼上可移动的部分——以及方向舵来导航湍流。这些装置有助于控制滑翔机的俯仰、滚转和偏航。
如果窗户破裂,驾驶舱将失压,飞行员的肺部将在胸腔内破裂。
安全着陆:由于没有发动机来调节速度,Perlan 2将依靠减速板,减速板打开后会产生阻力,以安全着陆。如果发生空中紧急情况,飞行员还可以释放一个直径11英尺的阻力伞,这种降落伞常用于高速飞机。
科学任务:该滑翔机将首次收集关于强大且不可预测的平流层波的科学数据。航空专家将利用这些研究来更准确地预测这些波,最终使客机能够在平流层运行,在那里它们可以飞得更远、更快,消耗更少的燃料(这得益于阻力减小)。
火星模拟:滑翔机的飞行条件将类似于火星上的条件,该团队希望分享飞船从飞行中获得的任何见解。该项目首席执行官Ed Warnock表示:“总有一天会有人建造一架火星飞机,而我们将为那个人提供大量数据。”
气候数据:此次飞行还具有额外的科学意义。当波浪向上延伸足够高时,它们会破裂,来自对流层的化学物质被推入平流层,在那里它们可以停留数十年。没有人知道这种大气混合物的影响,而Perlan 2收集到的任何数据都可能有助于更精确地预测人类对气候变化的影响。
本文最初发表于《大众科学》2016年3月/4月号。