全球最大太陽能飛機“太陽驅(qū)動”2號新聞官克勞迪婭·德格納特近日表示，該飛機今年3月開啟的環(huán)球飛行將在中國重慶和南京兩座城市停留。

“太陽驅(qū)動”2號將于3月從阿布扎比向東飛行，途經(jīng)阿拉伯海、印度、緬甸、中國、太平洋、美國、大西洋、南歐和北非，最后回到阿布扎比。

環(huán)球旅程

為期5個月

56歲的瑞士人貝特蘭德·皮卡德是一位精神病學(xué)專家，但他的生活不止于此。他不但是乘熱氣球不間斷環(huán)球旅行第一人，還將要駕駛“太陽驅(qū)動”2號挑戰(zhàn)環(huán)球之旅。

法新社報道，這次飛行的目標(biāo)是測試“太陽驅(qū)動”2號能無間斷飛行超過120小時、即5天5夜，確保可以飛越太平洋和大西洋。而之所以選擇中東為起飛點，是看中了當(dāng)?shù)氐牡驮茥l件。

德格納特表示，“太陽驅(qū)動”2號已于當(dāng)?shù)貢r間6日晚安全運抵阿聯(lián)酋首都阿布扎比，準(zhǔn)備開啟環(huán)球征程。環(huán)球飛行的其他停留城市名單將于本月晚些時候正式公布。

“太陽驅(qū)動”2號將于今年3月從阿布扎比向東飛行，途經(jīng)阿拉伯海、印度、緬甸、中國、太平洋、美國、大西洋、南歐和北非，最后回到阿布扎比。期間，將在中國重慶和南京兩座城市停留。

駕駛員安德烈·博爾施伯格說，項目團隊早在2013年就開始與中國相關(guān)部門接觸，申請飛行許可，考慮到中國在綠色節(jié)能技術(shù)市場的巨大潛力，他期待中國之行將是“太陽驅(qū)動”2號環(huán)球挑戰(zhàn)中濃墨重彩的一筆。

博爾施伯格6日在一份聲明中表示，飛機于數(shù)周前被仔細拆解并移除所有零件，經(jīng)過細致標(biāo)號、包裝后運往阿布扎比。據(jù)介紹，各部件的重新組裝需花費2周時間，在結(jié)束調(diào)試、安全性測試及其他訓(xùn)練準(zhǔn)備后，將于今年3月開啟為期5個月的環(huán)球旅程。

去年4月正式亮相的“太陽驅(qū)動”2號是“太陽驅(qū)動”號的升級版，它超越后者成為目前全球體積最大的太陽能飛機。它的翼展達72米，堪比波音747－800型客機，重2.3噸，最大飛行高度可達8500米，最高時速140公里。

“太陽驅(qū)動”2號的機身和機翼均采用極輕的碳纖維材料，機翼上安裝有17248塊超薄、高效太陽能電池板，配備4個17.5馬力的電動機。與“太陽驅(qū)動”號一樣，“太陽驅(qū)動”2號在飛行中無需一滴燃料，僅依靠陽光就能實現(xiàn)晝夜飛行。

“太陽驅(qū)動”2號能飛多遠？皮卡德說：“從理論上說，太陽驅(qū)動號可以永遠飛下去，但駕駛員的體能卻無法保證。”

駕駛“太陽驅(qū)動”2號5天5夜的環(huán)球征程需兩名駕駛員，擁有25年空軍服役經(jīng)歷的博爾施伯格是其中一員。他說，為了在長時間飛行中保持注意力和快速反應(yīng)，他努力適應(yīng)每日兩次各20分鐘的睡眠訓(xùn)練。

談及將駕駛“太陽驅(qū)動”2號環(huán)球飛行，皮卡德說：“我的夢想是，通過這次環(huán)球飛行，讓數(shù)百萬人意識到自己可以減少能源消耗……這樣的飛行的確能為建立一個更美好的世界做出重要貢獻。”

博爾施伯格說：“我感動，因為這真的是一個神奇時刻，一個重要時刻……我們已經(jīng)為此工作了12年”。

“太陽驅(qū)動”書寫多項紀(jì)錄

太陽能飛機是以太陽輻射作為推進能源的飛機，其動力裝置由太陽能電池組、直流電動機、減速器等裝置組成，經(jīng)典的機型有“太陽神”號、“天空使者”號和“太陽驅(qū)動”號等，其共同的特點是機翼面積較大。事實上，太陽能飛機的秘密就藏在這個巨型機翼上—上面布滿了太陽能電池。由于單位面積所能獲取的太陽輻射能量有限，為了獲取足夠的動力，飛機必須有較大的、獲取光照的表面積。這樣，在白天的時候，太陽能電池不僅可提供飛行所需的能源，還可給電池組充電，以保證飛機的發(fā)動機獲得源源不斷的動力。

太陽能飛機的研發(fā)始于上世紀(jì)70年代，當(dāng)時只有微型機。直到1980年才首次出現(xiàn)機型龐大的載人機，但其飛行距離卻很短。經(jīng)過20多年的發(fā)展，研發(fā)者不斷提高目標(biāo)性能，太陽能飛機的研制不斷取得進步。

曾經(jīng)創(chuàng)造歷史的著名太陽能飛機，首先是美國宇航局訂制的“太陽神號”。“太陽神號”有14個螺旋槳，翼展超過波音747，達到75米，機身只有2.4米，因使用碳纖維合成材料，僅重590公斤，飛行時速為30至50公里?？傆?.5萬片太陽能電池板在中午時分能為其提供40千瓦的電力，晚上飛機能靠電池巡航。該飛機2001年曾飛到3萬米高空，超過一般噴氣式客機的飛行高度。但該機龐大的身軀成為致命傷，導(dǎo)致其在2003年試飛時因強湍流解體。

值得一提的還有英國科學(xué)家制造的太陽能無人偵察機—“西風(fēng)”號。該飛機于2006年試飛成功，可靠太陽能連續(xù)飛行3個月，重量為33公斤，翼展12.2米，時速超過250公里。此機專為高空飛行設(shè)計，機身脆弱，動力小，不能依靠自身動力起飛。試飛時，3名男子順風(fēng)沿跑道一路狂奔，才將它“送”上藍天。

作為“太陽驅(qū)動”2號的前輩，“太陽驅(qū)動”號曾書寫多項飛行紀(jì)錄。雖然“太陽驅(qū)動”號并非人類設(shè)計的第一架太陽能飛機，但2013年跨越美國的飛行，使它成為首架由飛行員駕駛的、晝夜不間斷飛行的太陽能飛機。此前，“太陽驅(qū)動”號曾于2005年實現(xiàn)了自瑞士至比利時的跨國飛行，并于次年5月實現(xiàn)了自瑞士至摩洛哥的跨洲飛行。

“太陽驅(qū)動”號的起飛動力來自機翼下4組鋰離子蓄電池，占飛機總重量四分之一，驅(qū)動4臺10馬力發(fā)動機。然而，“太陽驅(qū)動”號的起飛速度為每小時44公里，更像地面車輛。

白天，它爬升到相距地面8000多米高度，由太陽能電池板吸收太陽能，轉(zhuǎn)換為電能，除了為發(fā)動機提供電力，多余部分存入高性能蓄電池；夜間，耗用儲存電能以前，它滑翔降低高度至1000至1500米。

白天充電、夜間耗電，完全依賴太陽能維持飛行，不耗用任何燃油，先前沒有多少人認為可行，卻由“太陽驅(qū)動”號實現(xiàn)。

“太陽驅(qū)動”號的設(shè)計續(xù)航能力是24小時。2010年7月，博爾施伯格曾駕駛其連續(xù)飛行26個小時。無論白天或者黑夜，它的平均飛行速度為每小時70公里，與地面車輛行駛速度沒有太多差別。這次，“太陽驅(qū)動”2號在夜晚的飛行速度將被限定在每小時46公里以內(nèi)，以防電池過快耗光電。

談及太陽能飛機的前景，皮卡德說，目前依靠太陽能運送大批乘客并不可行，但如果業(yè)界研發(fā)出性能更出色的太陽能電池和技術(shù)，未來太陽能飛機也許能做更多。

“從懷特兄弟1903年飛機試飛成功，到飛機真正成為大眾交通工具，中間也有數(shù)十年的時間。”皮卡德說。

能源應(yīng)用才是關(guān)注焦點

經(jīng)過數(shù)十年發(fā)展，太陽能飛機技術(shù)取得了明顯進步，但仍面臨幾大挑戰(zhàn)：一是太陽能電池板的效率亟待提高，采用重量輕、發(fā)電效率高的太陽能電池板一直是個需要解決的問題。二是機身體積與強度問題。目前的太陽能飛機有效載荷有限，而且太陽能電池板必須達到一定面積才能提供足夠電力，機身龐大造成飛機的強度明顯降低，抗氣流等惡劣環(huán)境的能力也存在明顯弱點。三是高效儲能電池問題。理論上來講，如果太陽能飛機飛行速度能趕上地球自轉(zhuǎn)速度，那么，它就可以追著太陽源源不斷地獲得飛行能源。但要追上地球的腳步，需要以接近音速兩倍的速度飛行，這恐怕只有超音速科技才能嘗試。不過，換個思路看，太陽能飛機要挑戰(zhàn)黑夜，也可以從電池上做文章：只要太陽能電池板的能量轉(zhuǎn)換率夠高、蓄電池的能量密度夠大、重復(fù)充電能力夠強、電動機夠經(jīng)濟，太陽能飛機實現(xiàn)永久飛行就非遙不可及。

皮卡德和博爾施伯格花費大約10年時間，完成“太陽驅(qū)動”號的研發(fā)，還研究了大量氣象記錄。博爾施伯格認為，“太陽驅(qū)動”號的成功為太陽能發(fā)展注入了一針強心劑，隨著科技的不斷進步和完善，太陽能的普及將不再是夢想。他說，我們今天將太陽能成功應(yīng)用在飛機上，明天就可以廣泛應(yīng)用在汽車、住房等方面，甚至有一天我們能夠?qū)⑻柲軆Υ嬖谀撤N介質(zhì)中，成為太陽能燃料，供生產(chǎn)和生活使用。當(dāng)然，目前太陽能的發(fā)展仍處在初級階段，以后究竟將會以什么方式出現(xiàn)，目前還很難說，這需要我們進一步研究和探索。

皮卡德認為，太陽能動力飛機的商業(yè)價值將在未來幾年內(nèi)體現(xiàn)出來。事實上，“太陽驅(qū)動”號這個項目的重點并非對航空技術(shù)的探索上，它更多是一個能源項目。如何實現(xiàn)太陽能的高效、可持續(xù)應(yīng)用，或許才是這個項目關(guān)注的焦點。研究人員希望通過低能耗的航空飛行，使人們意識到一個能源可持續(xù)的新時代就在眼前。太陽能飛機的到來，引發(fā)的很可能是能源領(lǐng)域的變革。一旦實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，將開啟一個全新的時代。

作為清潔能源技術(shù)的實驗平臺，“太陽驅(qū)動”項目已不僅是科技領(lǐng)域的一次冒險，也在為全球面臨的環(huán)境問題尋找切實可行的解決方案?？茖W(xué)家對與“太陽驅(qū)動”號相關(guān)的材料、能源、控制方面進行了大量卓有成效的研究，其研究成果不局限于“太陽驅(qū)動”號飛行，還能應(yīng)用于其他技術(shù)領(lǐng)域。

皮卡德說，“太陽驅(qū)動”2號可謂當(dāng)前綠色節(jié)能技術(shù)的最優(yōu)化組合，以飛機16盞明亮的著陸燈為例，僅有100瓦的耗電量可媲美家庭臥室的照明燈，此外飛機發(fā)動機的能量損失僅為6%。

“太陽驅(qū)動”2號項目團隊拿出核心元件太陽能板與機身骨架進行現(xiàn)場展示。若非親眼所見，很難想象飛機太陽能板的厚度僅相當(dāng)于頭發(fā)粗細，并且靈活柔韌性良好；碳纖維制成的飛機骨架，其強度適用于航空級別，重量僅有同等條件下的紙張的三分之一。

皮卡德曾說，冒險絕非追求轟動效應(yīng)，而是一種隨時面對未知世界挑戰(zhàn)的狀態(tài)。從第一架飛機誕生、第一次征服世界最高峰珠穆朗瑪峰、第一次進入宇宙、到第一步踏上月球……正是這些看似“不可能”的冒險，改變了我們固有的思考與行為方式。

清潔能源技術(shù)雖不能瞬間改變世界，但搭載夢想的飛機已經(jīng)起航，希望飛得更高更遠。