“逐日”飞机的环球之旅（附图）

2月26日，全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”飞抵阿联酋首都阿布扎比，开始为最快将于本月启程的环球飞行做准备。“阳光动力2号”翼展达72米，重2.3吨，最大飞行高度可达8500米，最高时速为140公里。它的机身和机翼均采用了轻量级的碳纤维材料，机翼上则安装有17248块超薄、高效太阳能电池板。整个航行过程中，飞机将不会使用一滴燃油。

根据计划“阳光动力2号”将从阿布扎比向东飞行，途经阿拉伯海、印度、缅甸、中国、太平洋、美国、大西洋、南欧和北非，最后回到阿布扎比。

既不“喝”油，也不“吃”生物燃料，仅仅依靠太阳能就环绕全球飞行？这项听起来不可思议的创举本月即将上演，冲击世界上首次太阳能环球飞行的目标，而中国会是飞行途中的重要一站。

ABB是这一史无前例的环球飞行计划的主要合作伙伴。据ABB方面透露，阳光动力项目发起人、董事长兼飞行员贝特朗·皮卡德和联合创始人、首席执行官兼飞行员安德烈·博尔施贝格将共同驾驶“阳光动力2号”从阿布扎比起飞，途经中国并分别在重庆和南京着陆，之后将横跨太平洋继续完成这一总耗时4-5个月的环球飞行。

　　比特斯拉更酷

特斯拉的火爆是因为足够酷，但电力驱动本身并不是什么新鲜事物。太阳能与电力驱动，这就是人类对未来交通工具的想象，也是比较合理的想象。但电力驱动和传统能源使用体验上的最大不同，就是电力补充太慢。而无处不在的太阳能，刚好可以补上这一短板。

目前，利用太阳能基本上有两种形式，一种是太阳能热电，这种方式其实就是汇聚太阳光加热过锅炉，利用水蒸气推动汽轮机发电。这种方式效率较低，与常规的热电也没有本质区别。第二种方式就是太阳能光伏发电，它利用太阳光照射在半导体材料上的光电效应，直接收集电子流动发电的方式。按照制作材料，太阳能电池可以分为硅基半导体电池、CdTe薄膜电池、CIGS薄膜电池、染料敏化薄膜电池、有机材料电池等。

根据媒体的报道，在“阳光动力2号”机翼中，总共密密麻麻镶嵌了17248片太阳能电池，核心部分太阳能电池阵列换装了全新的薄膜太阳能电池，能量转化效率达到了22.7%。沿途只要有阳光，它就可以吸收到充足的太阳能。

“阳光动力2号”机翼下方的四个发动机吊舱中，安装了全新的四台无刷直流电机，动力提升至17.4马力，螺旋桨稳定转速提升到525转每分钟，时速提高到最高约90公里。为了满足昼夜飞行的需求，发动机吊舱中安装了633公斤重的的锂离子电池，从而为不间歇的昼夜飞行储存源源不断的动力。

与狭小的驾驶舱形成鲜明反差的是飞机的双翼。它的翼展超过72米，比波音747-8型喷气式飞机还长6米。但747-8净重超过300吨，而“阳光动力2号”仅重2.3吨。与尺寸相比，这架太阳能飞机简直薄如蝉翼。得益于机身骨架使用的碳纤维蜂窝夹层材料，这种材料重量密度仅有25克每平方米，比纸还要轻3倍，但是强度完全满足飞机的机械要求。飞机表面使用的是柔性蒙皮，主要目标也是减重。

　　勇于冒险的DNA

其实，在太阳能飞机领域，阳光动力项目发起人、董事长兼飞行员贝特朗·皮卡德并不是“第一个吃螃蟹的人”。

上世纪70年代，所谓太阳能飞机就是在单座小型飞机上安装太阳能电池，勉强能飞而已。1981年，“太阳挑战者”号太能能飞机飞越了英吉利海峡，创造了当时的纪录。2001年，最著名的太阳能飞机“太阳神”号完成了无燃料飞行器飞行海拔高度的纪录，飞行高度29524米。“太阳神”拥有可以提供40千瓦峰值功率的太阳能电池组，配合普通电池与液氢电动机，可以完成长达两周的不间断无人飞行。

但是，皮卡德把太阳能飞机推向了一个新的高度。以上介绍的两款太阳能飞机，看上去都很酷，然而，跟阳光动力号系列比起来，它们有本质上的差别。阳光动力号是有人驾驶的飞机，从难度上来说，这几乎要大一个数量级。这不仅仅是在重量上增加一个飞行员的体重而已，还要加上为飞行员而设置的其他配套设施，比如厕所、食物、逃生系统等等。

皮卡德是一位热气球环球飞行先驱，来自一个颇具冒险精神的家族，父亲和祖父曾完成过开创性的空中飞行和潜水壮举。之前他还驾驶“百年灵轨道飞行器3号”热气球周游世界，历时19天，飞行距离长达45755公里。

据介绍，阳光动力项目开始于2003年，10年期预算达到1.12亿美元。本次即将启程的“阳光动力2号”是项目制造的第二款太阳能飞机。初代产品“阳光动力号”曾在2012与2013年进行长距离飞行测试，2012年完成了瑞士飞往西班牙1116公里的不停站纪录，2013年则完成了横跨美国的飞行测试。“阳光动力2号”使用了与前作大体相似的结构，但是在核心部件部分都有了大幅更新。

　　面临极大挑战

需要指出的是，环球飞行不是持续不间断绕地球一周，因为这需要耗费几十天时间，机上的食物给养不够，飞行员的体力也难以支撑。所以环球飞行期间，飞机依然会中途停留。但即便如此，五昼夜的单次飞行对飞行员来说，仍然是极大的挑战。

飞行中，飞行员只能把座椅放倒简单休息，并且会有仪器监控飞机状态。为了能在睡眠时及时对危险做出反应，飞行员航空服的衣袖内，配备了振动报警装置。要知道，与一般的飞机不同，这架极限轻量化的太阳能飞机动力有限，同时翼展极宽，机翼载荷又很小，这使得飞机非常容易受到气流影响，难以控制。

同时，为了兼顾太阳能电池的充电，飞机起飞后并不是快速巡航高度，而是需要分阶段爬升至约9千米的高度，让太阳能电池达到最大功率状态充电，在后续的旅程中，飞机要按阶段下降高度，利用气流节省电力，维持夜晚的低空飞行。这导致“阳光动力2号”机舱中一天的温度变化相当北京一年的温度变化。所以，环球飞行不光是对太阳能飞机极限的挑战，同时也是对飞行员耐力的一种挑战。另外，在狭小的机舱中，吃饭喝水上厕所这样简单的事情，都变得复杂起来。

此外，虽然白天太阳能电池会把电能充入到机载锂电池中，为夜间飞行储备电能。但是恶劣的天气依然会对飞行产生重大影响，因此需要气象团队做好气象预测工作。在地面上，短期和中期天气预报使得团队决定何时起飞，并在需要的情况下可能制定出应急方案。

皮卡德也承认，“太阳驱动”项目团队的目标是证明零排放空中旅行是可行的，但在近期内，太阳能技术无法取代传统的喷气推进技术，“这个项目只是旨在验证和宣传新的节能技术。”但是，无论如何，共同通过创新和清洁技术致力于建设一个更加美好的世界，将是每个人的美好愿望。