史無前例

溫杰

7月26日，阿聯酋當地時間凌晨4時5分，全球最大的太陽能飛機“陽光動力”2號（Solar Impulse 2）緩緩降落在阿布扎比機場，史無前例地完成了全程大約2.5萬英里（超過4萬千米）的環球飛行。“陽光動力”2號飛機的環球之旅，創下人類飛行史上的多項世界紀錄，盡管存在著飛行速度有限、易受天氣影響和電池出現故障等問題，但還是向世界展示了清潔能源和可再生能源的巨大潛力。

“陽光動力”太陽能飛機項目由瑞士人貝特朗·皮卡爾和安德烈·博爾什貝格聯合發起。作為一名醫生和精神病專家，皮卡爾還是一名氣球飛行員和探險家，曾完成了人類歷史上首次不間斷氣球環球飛行，而博爾什貝格則是一位工程師、戰斗機飛行員出身的職業飛行員。2003年，當皮卡爾提出駕駛太陽能飛機進行一次環球飛行時，兩人一拍即合。

實現夢想并非一蹴而就，從概念設計、飛機研制到環球飛行，整個過程耗時13年，耗資近1.5億美元。在此期間，皮卡爾和博爾什貝格逐步深入研究高效能電池和綠色能源技術，最終成為了這兩個領域的專家。兩人強調“陽光動力”并不完全是一個航空研究項目，更多的是一個能源項目，希望通過低能耗的航空飛行驗證項目，使人們意識到可持續環境新時代的正在到來。

“陽光動力”飛機的研制可謂人類科技面臨的一次重大挑戰，必須在能源、重量、堅固性和飛行性能各方面都取得平衡，來自6個國家的150名各領域專家利用4年時間，進行研究、建造、模擬和試驗，才完成了最初的原型機“陽光動力”1號。2010年，這架太陽能飛機先后完成了太陽能飛機首次夜間飛行、首次跨越北美等任務，創下了26小時飛行的紀錄，證明了其在白天能夠儲存足夠的電能供夜間飛行所用。5年后，經過改進的“陽光動力”2號準備再次啟程，向終極目標發起沖擊。

“陽光動力”2號是目前全球最大的太陽能飛機，超大展弦比機翼的翼展達到72米，與A380飛機的翼展相當，可以最大限度地降低誘導阻力。但是，該機采用質量低于25克/米2的碳纖維層板制造，重量僅為2.3噸，還不到A380飛機的1%。碩大機翼的一個重要作用是可以盡可能多地安裝厚度僅為135微米的單晶硅電池，以確保90小時不間斷飛行。該機在機翼、機身和尾翼的表面鋪設了17248塊光伏電池板，為飛機提供持續的可再生能源。這些電池板的總重量為633千克，大約相當于飛機重量的四分之一。

這些光伏電池板在白天吸收太陽能，轉化為電能，除了為飛機動力裝置提供電力外，多余部分儲存在4塊高性能鋰電池中，為飛機在夜間飛行時提供動力。“陽光動力”2號采用了4臺電動機，用于驅動螺旋槳，每臺電動機最大功率可達7.5千瓦，但平均工作在1.875千瓦，足以維持約45千米/時的巡航速度，最大速度可以達到140千米/時，最大巡航高度可以達到8500米，

為了盡可能減少能耗，這架太陽能飛機在設計時最大限度地減少自身結構重量，甚至駕駛艙的設計也是遵循這一原則。駕駛艙的空間只有3.8米3，僅能容下一人，沒有暖氣和加壓設備，飛行員在飛行過程中只能放倒座椅，進行片刻小憩。此時，飛機可以借助增穩系統（SAS）和監測和預警系統（MAS），在自動駕駛模式下飛行20分鐘。

不可否認的是，“陽光動力”2號的飛行安排非常容易受到天氣狀況的影響，每一段航程開啟前都需要等到有利的天氣和時段。為了獲得最佳的日照時間，飛行員駕駛“陽光動力”2號不僅要避開各種危險情況，還要保持適當的速度和高度。白天，飛機要爬升到8500米的高度，夜間為了節省能源，只能下降到1500米的高度飛行。

2015年3月9日起，“陽光動力”2號從阿布扎比起飛，開始了環球飛行之旅，并一路宣傳清潔能源和可再生能源。在超過16個月時間里，“陽光動力”2號在空中飛行超過500小時，飛越了四個大陸和兩個大洋，先后途徑阿曼、印度緬甸、中國、日本、美國、西班牙、埃及等國的16個城市，進行保養和補給。

隨著“陽光動力”2號環球之旅的結束，至少19項世界紀錄由此誕生，包括首次載人太陽能飛機的環球航行、連續5晝夜的最長單獨飛行時間、首次太陽能飛機橫跨大西洋等，而皮卡爾則看重這次環球飛行對于清潔能源發展的重要意義。他表示，飛行史的成功得益于能源利用的發展，這次環球飛行的成功向世界證明了我們已經可以成熟地使用清潔能源和可再生能源，我們可以利用這些能源來取得一些看似不可思議的成績。