太陽能飛機完成“環球之旅”

人類已有百年的航空史，隨著航空技術的不斷進步，人們對飛行有了更高的追求。這其中，利用太陽能進行“綠色”飛行便是世界航空研究的一大夢想。隨著“陽光動力2號”完成環球飛行，人們對太陽能飛機也有了更大的期許。然而，從現有技術水平看，太陽能飛機要實現商用目標，走進百姓生活依然長路漫漫。

環球飛行，不用一滴油

7月26日，全球最大太陽能飛機“陽光動力2號”抵達阿聯酋阿布扎比巴廷商務機場，完成史上首次純太陽能飛機環繞地球一周的創舉。該飛機由兩位飛行員輪流掌舵飛行。一位飛行員在人們的歡呼聲和掌聲中激動地表示：“未來是清潔能源的，未來是你們的，未來就在現在，讓我們走得更遠。”

阿布扎比也是“陽光動力2號”環球飛行的始發站。去年3月9日，“陽光動力2號”從阿布扎比起飛開始環球飛行，并一路宣傳可再生能源和清潔能源。本次飛行先后途經阿曼、印度、緬甸、中國、日本、美國、西班牙、埃及等國，行程3.5萬公里，創下人類飛行史上的多項世界紀錄。

比如，行程中最長的一程是從日本飛往夏威夷，飛行里程達8924公里，總飛行時長達118個小時，該飛機在從日本名古屋飛往檀香山的118個小時不間斷飛行中創造了三項世界紀錄：最長時間太陽能飛機不間斷飛行、最長時間單人駕機飛行和最遠距離太陽能動力飛行。而這只是本次全球航空探險19項紀錄中的3項。

重慶、南京作為本次環球之旅的經停站，“陽光動力2號”與中國民眾也進行了一次“親密接觸”。2015年3月31日，“陽光動力2號”抵達重慶江北機場。4月21日晚，“陽光動力2號”順利抵達南京祿口國際機場。所到之處，受到了中國民眾的廣泛關注。

對于此次飛行的意義，江蘇省科協副主席陳惠娟表示，“這絕對不是一場華麗的冒險，而是一次真正的科學探索。”在南京舉行的新聞發布會上，飛行員還為中國民眾講述了飛行經歷和清潔能源理念。

用太陽飛行的“綠色夢”

作為純太陽能動力飛機，“陽光動力2號”能夠完成此次飛行壯舉，得益于其先進的技術設計。甚至可以說，“陽光動力2號”是世界太陽能飛機研制領域的集大成者，體現了該項研究幾十年的技術成果。

早在2003年，瑞士探險家貝特朗·皮卡爾提出了太陽能飛機環球飛行構想，計劃駕駛太陽能飛機，經過5次起降實現環球晝夜飛行，這一計劃被命名為“太陽脈動”，最終的目標是用太陽能飛機實現永久飛行。“太陽脈動”是一個復雜的工程，科研人員決定分階段實施，進行充分試驗和準備，從而降低風險。

該計劃面臨的最大挑戰是徹夜飛行，因為夜間無法采集陽光，飛機只能依靠電池白天儲蓄的有限能量。皮卡爾承認：“我們最大的問題是能否在白天儲存足夠的太陽能，保證夜晚飛行。”不過他認為，只要太陽能電池板的能量轉換效率以及電動機的經濟性達到足夠水平，并不是一個遙不可及的目標。

在“太陽脈動”計劃之后研制的“太陽驅動號”研究讓太陽能飛機環球飛行逐漸成為可能。自2010年4月7日首飛成功后，“太陽驅動號”每年都有突破，2011年首次完成瑞士至比利時跨國飛行，2012年5月完成瑞士至摩洛哥跨洲飛行。2014年4月9日正式亮相的“太陽驅動”2號是“太陽驅動號”的升級版，它超越“太陽驅動號”成為目前全球體積最大的太陽能飛機。

“太陽驅動”2號的翼展達72米，堪比波音747-800型客機，“太陽驅動”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。與“太陽驅動號”一樣，“太陽驅動”2號在飛行中無需一滴燃料，僅依靠陽光就能實現晝夜飛行。

距離“商用”依然遙遠

飛機一直是最昂貴的交通手段，溫室氣體排放占全球3%以上。而太陽能飛機堪稱最純凈的綠色飛行方式。隨著“太陽驅動”2號實現環球飛行，這是否意味著在不久的將來，人們能像乘坐普通飛機一樣出行呢？

目前來看，太陽能飛機還處于能飛的階段，要達到普通飛機的性能水平還有很大的距離，距離商用目標更是長路漫漫。

首當其沖的就是太陽能動力問題。當前飛機使用的光伏面板，轉換效率大約為20%，飛機必須飛到9000米的高空才能吸取足夠的光熱。就連飛機設計師也承認，在長達十幾個小時需要使用電池飛行的過程中，若電池有問題或儲能不足，飛機不排除自9000米高空墜毀的可能。

實際上，在“太陽驅動”2號環球之旅中，作為核心技術的太陽能動力問題頻發。在從日本飛往夏威夷穿越西太平洋5天5夜的行程中，飛機電池還由于過熱出現了損壞，迫使飛行計劃中斷了8個月，在電池修復后才得以從夏威夷繼續飛行。

此外，這項試驗性的設計也展現了很多的技術性難題，例如飛機對天氣非常敏感。比如開羅段的航程非常不平穩，因為沙特沙漠上空的氣流使飛機劇烈顛簸。而在重慶、南京經停期間，由于天氣原因，屢屢耽誤“行程”。

此外，“太陽驅動”2號駕駛艙的空間非常狹小，只相當于一個電話亭大小。飛行員飛行到一定高度時，必須頭戴氧氣面罩，一次睡眠只允許20分鐘。而太陽能飛機的設計時速遠低于普通飛機的時速，顯然無法達到飛機快速出行的需求。即便作為世界最大的太陽能飛機，其大得如同一架波音飛機的機體，卻仍無法承載駕駛員以外的乘客。

正如專家所言，要么太陽能電池得到新的發展，使得動力得到增加；要么改造所有機場保證其起降，這或許才是飛機作為太陽能應用的終極挑戰。