永遠(yuǎn)的飛行

一架新的太陽能動力飛機計劃零排放飛行。

當(dāng)一架飛機在飛越大西洋時，它需要裝載80噸燃料，這達到了飛機總重的五分之一。在進行特別長的飛行時，燃料可以占到飛機起飛重量的40％，所以大約有20％的燃料是用來運輸其他燃料的。每噸燃料燃燒后產(chǎn)生的二氧化碳為3.2噸。但是在瑞士一個機場的飛機庫里面卻有一個完全不用燃料的飛機原型。這架飛機的機翼和大型客機的差不多，但是它們上面鋪滿了一層太陽能電池，它們可以將太陽能轉(zhuǎn)變成電能來維持發(fā)動機運轉(zhuǎn)。

此前也有太陽能飛機上天飛行過。先驅(qū)者是保羅·麥卡克萊迪(Paul MacCready)的“蜘蛛絲一企鵝號”(Gossamer Penguin)太陽能飛機于1980年在加州第一次實現(xiàn)載人飛行，當(dāng)時是由他13歲的兒子進行控制的。而改進型的“太陽挑戰(zhàn)號”(Solar Challenger)在1981年飛越了英吉利海峽。但是這架名為HB-SIA的飛機，是有史以來第一架真正在天空中飛行的飛機。如果與預(yù)期的飛行一樣的話，就會建造第二架。這架飛機能飛到一萬米的高空，利用白天吸收太陽能轉(zhuǎn)化來的電能來維持夜間的飛行。這架飛機的駕駛員伯特蘭德·皮卡德(Bertrand Picard)和安德魯·伯斯博格(André Borschberg)計劃駕駛這架飛機飛越大西洋，然后再飛越全世界。

這架飛機的原型將在6月26日由“太陽動力”(Solar Impulse)項目組來揭幕。“太陽動力”是由伯特蘭德·皮卡德和安德魯·伯斯博格這兩個飛行員實施的一個項目。皮卡德先生曾經(jīng)協(xié)助駕駛“軌道三號”(Orbiter3)完成了第一次不間斷熱氣球全球飛行。他出身于一個冒險世家：他的祖父奧古斯特(Auguste)是第一個駕駛熱氣球飛到平流層的人，而他父親則乘坐深海潛水器創(chuàng)造了最深的潛水紀(jì)錄。伯斯博格則是一位工程師，曾經(jīng)當(dāng)過戰(zhàn)斗機飛行員。

極限測試

盡管伯斯博格曾經(jīng)在模擬器中試飛過HB-SIA，但他表示，在今年下半年的第一次真正試飛之前，他也不知道這架飛機性能如何。這一原型機將一些技術(shù)發(fā)揮到了極限，特別是在重量和性能之間的平衡。因此，盡管它的機翼達到了61米，但它的空間只夠容納一個飛行員。它的重量也只有15噸，是同樣大小的高性能滑翔機的五分之一。

HB-SIA復(fù)雜的骨架是由碳纖維復(fù)合材料制作而成，呈蜂窩狀以及三明治結(jié)構(gòu)。上面還有一層塑料膜結(jié)構(gòu)。機翼的上面膜結(jié)構(gòu)以及后部水平穩(wěn)定器植入了12000個光學(xué)電池。這些電池將太陽能轉(zhuǎn)化為光能的效率是22％。還有4塊重達100公斤的鋰電池，每塊電池為一個螺旋槳助推器提供動力。這些鋰聚合物電池占了整個HB-SIA重量的四分之一，它們所轉(zhuǎn)化的電能在試飛時可以驅(qū)動四個推進器。當(dāng)這些飛機飛行得越遠(yuǎn)越高時，飛機將會由太陽能電池提供能量。HB-SIA的飛行速度不快，在無風(fēng)環(huán)境下時速只有70千米。它的電動機功率是9千瓦——這和萊特兄弟的飛機差不多。所有的引擎全功率運轉(zhuǎn)時其力量也只有一個腳踏車那樣大小。但是如果仔細(xì)計算其儲存的能量，它應(yīng)該可以是最接近載人的永動飛行的了——人卻因為要飲食以及在長時間飛行時保持清醒卻反而成為了限制因素。

據(jù)本項目的首席執(zhí)行官安德魯·伯斯博格透露，“太陽動力號”的首次試飛預(yù)計在今年年底。他還透露，機身所用的電池將在飛行任務(wù)的前一天通過對機翼上的太陽能電池完成充電，這樣飛機整個起降和飛行過程將不使用任何其他燃料。如果這一原型飛機在夜間飛行成功的話，隨后的設(shè)計也將會實現(xiàn)。這架HB-SLA飛機的設(shè)計飛行時間是五天五夜的不間斷飛行。如果它在飛越大西洋時成功的話，它將沿著北回歸線作全球飛行，并在每個大陸都降落一次。

試飛需要些膽量才行。在白天，飛機在電池充電時會一直爬高，而到了夜晚則會為了節(jié)省電力會一直不斷地緩慢下降。這意味著駕駛員要謹(jǐn)慎駕駛，避開大風(fēng)地區(qū)。設(shè)計小組已經(jīng)用實時天氣數(shù)據(jù)進行了模擬飛行。晚上頂風(fēng)是最令人擔(dān)心的。“它可能會讓夜變得異常漫長，并在太陽升起之前喪失能量。如果是這樣，這將導(dǎo)致一場災(zāi)難。”伯斯博格先生說。成功意味著每天早晨你都“沐浴在陽光中”。

很多公司和集團都贊助了“太陽動力”項目，包括國際空運協(xié)會(IATA)。其在吉隆坡召開的年會上，國際空運協(xié)會決定要在2020年之前控制住碳排放。太陽能飛機依然是一個遙遠(yuǎn)的夢想，但是國際空運協(xié)會相信，不斷推進技術(shù)發(fā)展，將對清潔飛行大有裨益。