太陽能飛機的環球之旅

沈羨云

2015年3月9日清晨，在阿聯酋首都阿布扎比，隨著太陽在薄霧中緩緩升起，一只奇怪的“大鳥”從跑道上緩緩啟動，在向前滑行了不足50米后便騰空而起，向著東南方向飛去。這只“大鳥”是正式亮相的“陽光動力”2號，是“陽光動力”1號的升級版，它超越“陽光動力”1號，成為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，最高時速為140千米。“陽光動力”2號將展開為期約5個月的環球之旅。

飛行計劃

“陽光動力 ”2號是唯一一架長航時不必耗費一滴燃油便可晝夜連續飛行的太陽能飛機。

在整個環球飛行過程中，“陽光動力 ”2號將降落12次，飛行的起點和終點均為阿布扎比。它將在印度，緬甸，中國重慶、南京，美國夏威夷、鳳凰城，歐洲南部等地進行短暫停留，以更換飛行員。飛行中兩名飛行員將輪流駕駛飛機，飛行速度在每小時50～100千米之間。

在“陽光動力”2號的環球旅程中，最具挑戰的當屬橫跨太平洋和橫跨大西洋的航段。橫跨太平洋由于路途過于遙遠被分割成了從南京到夏威夷、夏威夷到鳳凰城兩個5天5夜的航段，橫跨大西洋則是又一段可能持續3～5天的路程。

太陽能飛機發展史

說到太陽能飛機，也有一段發展歷史。在20世紀70年代，太陽能飛機只是一個在單座小型飛機上安裝太陽能電池后勉強能飛的飛機。1981年，“太陽挑戰者”號問世了，它飛越了英吉利海峽，創造了當時的紀錄。2001年，當時最著名的太陽能飛機“太陽神”號創下了無燃料飛行器飛行海拔高度的紀錄，飛行高度為29524米。之后，“陽光動力”號計劃上馬了。它的初代產品“陽光動力”1 號曾在2012年與2013年進行長距離飛行測試，2012年完成了瑞士飛往西班牙1116千米的不停站紀錄，2013年則完成了橫跨美國的飛行測試。“陽光動力”2號是此項目制造的第二款太陽能飛機，使用了與“陽光動力”1號大體相似的結構，但是核心部件有了大幅更新，表現在機翼、電池和動力部分。

“陽光動力”2號的翼展超過72米，僅重2.3噸，與普通越野車相差無幾。從尺寸上講，這架太陽能飛機簡直薄如蟬翼。這得益于機身骨架使用的碳纖維蜂窩夾層材料，這種材料密度僅有25克/立方米，比紙還要輕3倍，但是強度完全滿足飛機的機械要求。為了減重，飛機表面使用的是柔性蒙皮 。白天，“陽光動力”2號將在8000米的高度飛行，以便給633千克重的鋰電池充電，滿足夜間飛行的能源需求。夜間，“陽光動力”2號將下降至3500米高度飛行，以節省能源。它能完全依靠太陽能動力進行晝夜連續飛行。

挑戰極限

“陽光動力”2號的環球之旅不僅挑戰太陽能技術的極限，也挑戰飛行員體能的極限。在連續5晝夜的航行中，飛行員將獨自一人坐在3.8立方米的機艙里。艱苦的環境加上隨時可能出現的危險，他們是如何處理的呢？在總共35000多千米航程、500多個小時的飛行時間里，飛行員們幾乎都要待在天上，那他們的吃喝拉撒又怎么解決呢？

住 ?別看“陽光動力”2號的飛機翼展比波音747還大，但是機身卻小得可憐，才3立方米多一點兒，機艙中只能容下一名飛行員。所以本次環球旅行的兩位飛行員只能你開一站，我開一站地輪流駕機飛行。機艙太小，飛行員長途飛行，特別是在太平洋和大西洋上空飛行，每一站至少要連續在天上飛行5天5夜，怎么活動胳膊腿呢？唯一的解決辦法是把座椅靠背往后倒，飛行員伸伸懶腰動動腿就不錯了。住得小也就算了，機艙里還沒暖氣沒空調，甚至都不是封閉加壓的，所以飛行員們每天要經歷氣溫的劇烈變化，而且飛得越高，空氣越稀薄，還得戴上氧氣面罩。幸好，得益于拜爾公司提供的高科技材料，駕駛艙內溫度能保持在20℃～40℃之間。

睡 在飛越太平洋和大西洋時，飛行員要連續駕駛3～5天，睡覺成為一個大問題。因為在此期間只能一名飛行員在天上駕駛，絕對不可以長時間睡覺，把飛機完全交給自動駕駛儀。怎么辦呢？解決的方案就是打盹兒，每次放倒座椅，最多不超過20分鐘，24小時內最多打盹兒12次。為了保持體力和清醒，兩位飛行員在這次旅行前長時間練習瑜伽和自我催眠，并且在飛機模擬訓練器中反復進行試驗。萬一駕駛員因為太疲倦而睡過頭怎么辦？在飛機上配備了一種特別的“護目鏡”，睡覺時可以遮光，保護飛行員的眼睛。一旦飛行員到時間不醒，護目鏡內部就會發出強烈的閃光，刺激飛行員，讓他醒來。另外，在飛行服里還有像臂章一樣的芯片，可以記錄飛行員的呼吸頻率，當它覺察到飛行員呼吸頻率太低，或者飛機突然出現高度驟降等緊急情況，就會頻頻振動，喚醒飛行員。

衣 ?為了防止飛行中溫差太大的影響，飛行服采用了最新的材料，有隔離保溫的作用。而且據介紹，飛行服有加熱作用，還內置了特別的芯片，在關鍵時刻可以派上大用場 。

吃 ?為了保證駕駛員在飛行中的體能，“陽光動力”專門聘請瑞士一家公司，研制了能夠在不同溫度下食用的食物。這些食物既可以加熱食用，也可以常溫或低溫食用。據說，兩位飛行員都根據各自口味，定制了不同的飛行餐包。

如廁 ? 在太空上廁所對飛行員向來是難題。“陽光動力”2號設有機上廁所——一套巨大的藍色塑膠袋。這個特制的袋子一頭垂下來，一頭塞在坐墊下面。飛行員“內急”時，推開椅墊，就能“當場解決”。據說感覺就跟在家里上廁所差不多——但是不能沖水，只能落地后丟棄，換套新的“廁所”。

通信 ?機上設有通話、網絡等設備，可隨時與地面聯絡。

從商業角度看，“陽光動力”2號似乎應用價值不大，這次環球之旅最重要的是象征意義。它象征著人類對新能源的探索精神，以及對未知旅程和身體極限的挑戰。雖然現在太陽能商業飛行還是夢想，但未來一定能實現。

【責任編輯】蒲 ?暉