陽光動力的清潔能源宣言
文化
作者：楊聃
2015年1月，“陽光動力2號”落地阿布紮比。圖為飛行員皮卡爾（左）和博爾施伯格
“陽光動力2號”到達南京的時候比既定行程晚了約一個月，因為前一站重慶的氣候條件不足，不得不推遲飛行計劃。“13年都等了，更何況這幾個星期呢？”陽光動力計劃發起人之一的伯特蘭·皮卡爾（Bertrand Piccard）對媒體表示。南京站之後就是此次環球之旅最困難的一段——飛行員在3.8立方米的狹小機艙中持續工作5天5夜，橫跨太平洋抵達夏威夷。
曆史上第一次不間斷橫跨太平洋的航行曆時41小時，如今雖然“陽光動力2號”花費的時間比84年前還長，但這家飛機完全由太陽能提供動力，不耗費一滴燃油。的確，能源預言家們相信可再生資源最終會在多種方麵代替化石燃料，而航空業將是最後一批被代替的行業，畢竟，單位重量下化石燃料產能較高。陽光動力計劃的另一位發起人安德烈·博爾施伯格（André Borschberg）明確表示：他們並非要對航空業進行革命。
“陽光動力2號”是一架怎樣的飛機？
去年4月問世的“陽光動力2號”翼展達72米，比波音747-8型的翼展還要寬3.5米；機長22.4米，接近一個籃球場的長度；機高6.37米，相當於三層樓；重量僅有2.3噸，跟一輛寶馬760Li的重量相差無幾。它巨大的尺寸與其飛行性能數據並不成比例，起飛速度隻有每小時35公裏，平均時速60公裏，最大時速不過140公裏。“速度是比不上噴氣式飛機，可是會有另外的回報。”安德烈表示。“陽光動力2號”集合了材料、電子、結構、人機工程學最頂尖的技術於一體。它的機翼、機身和水平尾翼上共貼敷了1.7248萬片135微米厚的單晶矽薄膜太陽能電池，雖然23%的光電效率並不是世界上最高的，卻是平衡了能效、強度和重量後的最優選擇。“起飛的時候電池還是空的，落地的時候電池都滿了。”這些電池可以產生最大70千瓦的功率，輸出給四台單台功率13.5千瓦的電動機帶動四扇直徑4米的雙葉螺旋槳給飛機提供動力。整個推進係統的電力動力轉換效率高達97%，遠遠高於通常的27%。這四組電池總重633公斤，能量密度達到了260瓦時每公斤，約是市麵電動汽車的電池能量密度的1.3倍。
白天飛機在電動機的帶動下，最高可上升到9000米的高度，陽光充足時多餘的電力還會向四個發動機吊艙中的鋰聚合物電池組充電。夜間飛機下降到8600米的高度滑行，這也是電池放電的過程。由於要用盡可能少的能源飛更遠的距離，整架飛機的空氣動力學布局采取了滑翔機外形。細長的機翼裏布置了140根碳纖維肋條，外表的蒙皮則采用了一種全新開發的樹脂薄膜材料，厚度僅有17微米。除了機翼肋骨，機身的大部分骨架和硬質外殼也都采用了碳纖維材料，某些碳纖維板材每平方米的重量僅有25克，是普通打印紙的三分之一。為了減重，駕駛艙並未像民航飛機那樣配備了增壓和空調係統，得益於碳纖維材料出色的保溫效果，即使高空飛行中溫度降至零下30多攝氏度，飛行員在飛機外殼和特殊防護服的保護下也能抵禦寒冷。同樣是為了減重，“陽光動力2號”的機艙隻能容納一位飛行員，伯特蘭和安德烈不僅是陽光動力項目的發起人，也是環球航行的飛行員，交替完成整個航行，一位在飛行時，另一位在地麵休息的同時提供協助。
陽光兄弟
“我在聯邦理工學院（ETH）結識了安德烈。”伯特蘭回憶道。2003年他帶著陽光動力的想法在瑞士蘇黎世聯邦理工學院進行可行性研究，9個月的時間，40多個實驗室一起探討太陽能動力飛機的可行性。“他是一個執行力很強的人，每件事經過周密的計劃和組織之後就會立即采取行動。坦白說，我對他有崇敬之情。”安德烈畢業於洛桑聯邦綜合工業大學（Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne）機械工程專業以及美國麻省理工學院的管理科學專業，他從小就對航空飛行十分著迷，曾在瑞士空軍學院（Swiss Air Force School）接受飛行訓練，並持有各類固定翼飛機和直升機的專業飛行員駕照。
“對皮卡爾家族和伯特蘭我早有耳聞，能與這樣的人合作非常難得。很幸運當有這樣一個機會來臨時，我抓住了它。”安德烈對本刊記者說。伯特蘭不僅是一名精神病學醫生，也是第一屆跨大西洋熱氣球比賽的優勝者。1999年3月21日，他和英國人布瑞安·瓊斯（Brian Jones）乘坐的混合型氣球降落於埃及，為期19天21小時55分不間斷環球飛行畫上了句號。