高手在民间，徒手打造太阳能固定翼飞机

编者注：本文原发于 Intructables ，原文作者为 jeffmazter406，由 Kiddo Wang 编译完成，硬创邦对其进行了适当的编辑。

这篇教程会教你如何自制一架太阳能飞机。教程中的飞机由德克萨斯州A&M大学飞行测试工程师学会赞助，在纽曼史密斯高中（位于德克萨斯州卡罗敦市）制作的，其中大部分零件都是德州A&M大学提供。制作这架飞机是为了参加2013年5月25日我们高中举办的太阳能飞机比赛，最终我们的团队获得了最具创意奖和耐力赛的亚军。由于飞机的制作过程比较复杂，所以这篇教程并不适用于初学者。如果想要制作这架飞机，你最好具备以下技能及知识储备：焊接技术、飞机组装、贴板技术以及遥控飞机的基础知识储备。

教程中还包括一些下载链接，是两个由德州A&M大学提供的PPT文件，主要讲解制作的基础知识以及空气动力学。如果你打算制作这架飞机，这两个PPT能极大地提高你的效率。需要注意一点， 太阳能电池 必须串联，而非像PPT里面所展示的那样并联。

欲知详情？请查看这篇 太阳能飞机的研究论文 。

第一步：准备材料

• 滑翔机

• 模型飞机封膜（下文中简称封膜）（我们当时用了三卷，两卷用于贴装机翼底部及机身，另一卷用于贴装太阳能电池板）

• 3x6的太阳能电池板

• 总线

• 普通电线

• 微型伺服

• 推杆

• 尼龙控制短杆

• 螺旋桨

• 锂聚合物电池

• 电子调速控制器(ESC)

• 充电器

• 导线接口

• 接收器

• 电机

• 快干胶

• 热缩管

• 缝纫线

• 配对接口若干（视你的发射器和接收器数量而定）

• 螺母若干（用于平衡机翼）

• 轻质木板（大小视机翼翼展而定）

工具：

• 烙铁

• 助焊剂

• 焊锡

• 美工刀

• 热风枪

• 密封铁

• 一张大大的工作台

• 砂纸

• 电钻

• 钢丝钳

• 数字万用表

• 急救药箱

第二步：制作机翼

由于电池板要附着到机翼上，所以第一步是制作机翼。根据选用滑翔机的不同，我们可以制作出不同的风格。我们在制作时将翼展延伸到了两米，这样就能装下22个电池板且电池板之间用机翼骨架隔开。另一队没有采用这种做法，他们没有增加飞机翼展，而是直接将电池板安装到了机翼上。通过上述方法，我们节省了一些机翼骨架。虽然这样就会使机翼变得更加脆弱，但是后期我们对机翼的加固弥补了这方面的不足。同时因为减轻了飞机重量，所以这么做是值得的。具体方法就是我们取下一些轻质木板，做成机翼骨架，通过在机翼的中间部位重合一部分从而延长机翼。

在操作时注意要根据你你的飞机的情况制作机翼，必要时可以按上述方法延长机翼。

第三步：太阳能电池板

制作过程中最困难的环节。这些电池板可能是你有生以来见过的最脆弱的东西。我们当时弄破了一半的电池板，因为这货实在是太易碎了。拿它们的时候一定得小心翼翼，当然，只要不是在关键部位，有些小的裂纹并不影响。所以，在操作前查一下太阳能电池板的工作原理以及如何切割能帮你省去不少麻烦。

一些小提示：电池板蓝色的那面是负极，灰色的那面是正极。因为电池板之间要串联，所以连线的时候把负极线接到正极接口上。想知道更多信息么，就到PPT里面去发掘吧。

在把电池板安装到机翼骨架上之后，往骨架上涂快干胶。等晾干后，用烙铁把他们以串联的方式连接起来，使用烙铁的时候要小心，不要烫到自己。最后是将总线连接到机身的电池板的串联电路上。

第四步：机身、封膜以及电子器件的安装

测试电池前，先把所有电池接到机身内部的充电器上。然后选个阳光明媚的日子把飞机拿出去。把万用表接到输出端测其输出电压。我们当时用的充电器只有在电压超过12V的时候开始充电。

剩余部件的测试需要将接受器和发送器一一对应好，有些品牌的发送器可能需要配对接头来连接上述两个部件。

第五步：电子部件测试

测试电池前，先把所有电池接到机身内部的充电器上。然后选个阳光明媚的日子把飞机拿出去。把万用表接到输出端测其输出电压。我们当时用的充电器只有在电压超过12V的时候开始充电。

剩余部件的测试需要将接受器和发送器一一对应好，有些品牌的发送器可能需要配对接头来连接上述两个部件。

第六步：飞行测试

把飞机带到测试场上，找一个经验丰富的飞行员帮你们试飞。之后他会给你们进一步的指导，从而提升飞机的性能。

当时飞行员大叔给我们的建议是加固飞机的升降舵和方向舵。在用胶带加固了上述两部分之后，飞机的表现果然有明显提升。

第七步：总结

如果你想要了解绿色能源、无线电遥控、飞机制造、电子学、空气动力学或者别的什么方面的知识，太阳能飞机绝对是个不错的切入点。同时我们有四个特别赞的队友和我们的老师。如果你们是一个团队，最好订做一套队服，这样不仅能提升大家的士气，还可以在比赛的时候赚足后头率。

由于比赛当天是阴天，而我们的充电器在低于12V的情况下就无法正常工作，所以我们在耐力赛中只取得了第二名。但是把电池安装到骨架之间的设计帮我们赢得不少创意分，并且用胶带加固方向舵的做法也让裁判很是意外。我们很自豪能够最终获得最具创意奖。整个过程让我们学会了很多：飞机，太阳能电池以及团队合作。花几周在一个酷酷的项目上会让人感觉特别好。

如果你对绿色科技和太阳能飞机比较感兴趣的话可以看一下瑞士的 “太阳能脉冲”项目 。当时我们和他们的项目有很多相似之处，所以在他们来到达拉斯后我们就去找他们交流了好多经验。 

芬兰有一哥们做的也相当不错， 点击查看他的Facebook 。

后续：为了进一步改进太阳能飞机，我们可以在上面加装自动飞行系统，摄像机和一些其他设备使其成为半自动化 无人机 。如果在一个机翼上安装一个光线传感器那么飞机在白天就会一直在天上绕圈，从而获得更大的光照量来充电，到了晚上，它就有足够的电能飞行，然后绕圈缓缓降落。然而，这个计划就需要一架新飞机，整体也要重新设计，大量的人力物力投入也是不可避免，不过这是我们未来的计划，所以不用着急。更牛逼的是，我们甚至可以把飞机连到一个基站上面，这样就能在地面上控制它。GPS系统就会给飞机附近的人发送通知，一架无人机正从他们头顶飞过，俯视着他们。听起来很牛逼，对不对？不过如果没有许可证，请不要乱飞。

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