花10億元研制的“永動機”，值嗎？

陳冰

耗巨資研制的“陽光動力號”到底值不值得？在兩位創始人看來，陽光動力是個信使，它讓僅僅依靠太陽能飛行成為可能。它鼓勵我們相信自己擁有創新能力和改變世界的能力，并具有致力于保護環境的開拓精神！“或許您已知道，陽光動力2 號已于2015 年3 月31日周二凌晨1 點35 分順利抵達中國重慶，但由于天氣原因無法按原計劃在第二天飛抵南京。目前的天氣預報仍不理想，陽光動力2 號在未來8 天都無法飛赴南京。” “很遺憾，我們抱歉地通知您陽光動力團隊剛剛決定再次推遲前往南京的時間，也就是說陽光動力2 號不能在4 月16 日（周四）從重慶起飛飛往南京，下一個預計的起飛時間是4 月21 日，下周二。” 在等待“陽光動力2 號”的日子里，媒體人已經逐漸習慣了收到這樣的推遲郵件。“狼來了”的故事一再上演，每一次大家信心滿滿準備出發，臨了總會被“放鴿子”。

以至于當“陽光動力2 號”真正起飛，身在全國各地的記者才開始訂機票、火車票奔赴現場。

在飛行了約17 小時22 分鐘后，4月21日周二23點28分，耗資10億、由瑞士制造的零耗油太陽能飛機終于抵達南京祿口國際機場，順利完成了其全球飛行的第六段航程。飛行員貝特朗·皮卡爾一路被人追問：在重慶等待了20 多天，有沒有覺得太漫長？

“漫長？人類登上月球，發明航空器，每走一步都耗費了無數時間。為了改變世界的探索，這點時間算什么？！” 環球飛行：技術挑戰 在9000 米的海拔高度以90 公里的平均速度飛入云中，不耗費一滴燃油僅使用太陽能便能晝夜飛行，這種近乎永動飛行的瘋狂想法需要一架能迎接諸多挑戰的飛機。這樣飛機的結構可能是最輕的，卻能攜帶足夠的電池來存儲所需的太陽能。

而且它要足夠大，以便在機翼上捕獲太陽射線，要盡可能符合空氣動力學原理，還要足夠穩健，以便能耐受惡劣天氣。所有系統在設計上都必須最小程度地使用能源。為了實現這個理想，工程師們花了十幾年時間進行計劃、分析和測試。

其間，陽光動力號的工程師采用達索系統的3D 原型設計、分析、仿真和協作程序管理應用，設計出了擁有能平衡尺寸、重量、壓力和其他技術配置的高度復雜的飛機結構，讓飛機實現連續無縫運行。同時，達索系統的數字化技術還能幫助陽光動力號在飛機啟動革命性的環球飛行之前就對飛機的工作狀態進行虛擬化的創建和分析。

橫空出世的陽光動力號飛機翼展達到72 米，比波音747 還要大，主要采用碳纖維復合材料，機身需要盡可能輕量化，飛行速度為每小時90 公里。機身結構重量為2300 公斤，其中包括17248 個太陽能電池單元，確保飛機能晝夜飛行。單座駕駛艙的專門設計用于滿足獨特需求，能確保飛行員在3.8 立方米的空間內連續飛行六個晝夜，而且能應對-40℃到40℃的溫度變化和零壓力，還留有足夠的空間放置補給用品。

機身 陽光動力2 號飛機的工程師們開發出一種纏繞纖維，旨在盡可能降低機身重量，同時具備可觀的強度。飛機83% 的構件采用重量極輕的復合材料制成。全新推出的薄層板技術已經將碳纖維材料的某些層重量從100 克/ 平方米降低至25 克/平方米，只有打印紙板的三分之一。

機翼 工程師以50 厘米的間隔距離小心放置144 條翼肋。機翼的上表面由太陽能電池板組成，下表面則帶一層超輕面料。翼梁完全由碳纖維蜂窩夾層板制成。可用于電動汽車的含氟共聚物薄膜用來保護飛機的太陽能電池。這些電池易碎且沒有機械阻力，不過一旦涂覆上這種薄膜，可以模塑成機翼曲度而不斷裂。

它們防水、耐紫外線，并且厚度薄至17 微米。

陽光動力2 號的太陽能電池具備業內領先的轉化率（22.7%），厚度薄至僅135 微米，相當于人類頭發的平均直徑。相比之下，家用太陽能電池板的轉化率僅為16%。轉化率最佳的是用于衛星上的太陽能電池板（30%），但是這對太陽能飛機而言重量又太重了。陽光動力2號上安裝了17248 塊太陽能電池。

吊艙 為了優化維護，陽光動力2 號工程師設計出模塑成型碳纖維吊艙。

每一個吊艙都包含電機、鋰聚合物電池和螺旋槳。為了隔絕駕駛艙受到劇烈溫度變化的影響，拜耳材料科技推出高絕緣硬質泡沫，這種新型泡沫材料具有微小的氣孔、高硬度和結構強度，同時重量很輕。具有極高效率的無傳感器無刷直流電機使得陽光動力2 號的電機效率高達97%。

駕駛艙 電氣專家面臨的挑戰是采用市面上最輕的材料來開發高效電子設備，一切都能在極端溫度下維持正常運轉。普通飛機通常在傾斜角達到40 度時才會發出警報，而陽光動力2 號的飛行員在傾斜角達到5 度時就會收到警報。而心電圖監測系統能夠監測駕駛員的注意力水平、疲勞程度和警覺水平。

還有高度安全的量身定制的自動駕駛儀。沒有這個穩定的增強系統，飛行員將無法連續數日飛行。

飛行員 環球飛行期間，每一位飛行員將飛行4 至5 天。每天，他們將需要2.4 千克食品、2.5 升水和1 升運動飲料。為確保飛行員在長途飛行過程中飲食需求得到滿足，雀巢研究中心研制出一系列豐富的食品和點心，旨在抵御溫度和氣候條件的極端變化，并且為飛行員提供健康均衡的飲食。

飛行員穿著智能尼龍纖維制成的飛行服。他們可以穩定飛行員的體溫。天冷時，這些纖維將紅外熱量重新注入皮膚表面，而在高溫期間則可以防止飛行員出汗。

為了讓飛行員在駕駛飛機飛行長達5 天5 也的情況下保持警覺，駕駛艙要具備足夠的空間來伸展雙腿。駕駛座瞬間就能充氣成一張舒適的床，而座椅下方隱藏了一個充當廁所的開放性裝置。在首段從阿聯酋阿布扎比飛往阿曼馬斯喀特的航程中，駕駛艙的出色配置讓飛行員保持長達12 小時同樣的坐姿而毫不疲勞。

還有醫生和航空醫藥專家在飛行前以及飛行過程中提供重要的醫療建議，以營養學以及睡眠和恢復的方法對飛行員提供輔導。飛行員每次最多只能小睡20 分鐘。

傳奇家族 陽光動力2 號是兩位瑞士先鋒人士共同合作的成果。這一項目對于航空航天業的專家而言，幾乎是不可能完成的任務。但是，一些相遇使高不可攀的夢想成為現實。貝特朗·皮卡爾和安德烈·波許博格的相遇就是這種情況：他們有著截然不同的專業背景和旅行歷程，但有著相同的夢想和熱情。

貝特朗·皮卡爾是精通催眠術的神經科專家，是懸掛式滑翔機、機動滑翔飛翼和氣球飛行器方面的探索家;安德烈·波許博格是一位企業家，曾經是工程師，還做過戰斗機和直升機飛行員。他們組成了技能聯盟，并開創了陽光動力項目。

作為貝特朗·皮卡爾家族的第三代探險家，家族向來擁有飛天下海的傳統。貝特朗·皮卡爾在第一次成功駕駛熱氣球完成中途無降落環游世界的冒險旅程之后，就萌發了利用太陽能進行環球飛行的瘋狂想法，他想設計一架不耗燃料便能晝夜飛行的太陽能飛機，通過對無污染科技與可再生能源的廣泛運用，來進一步改善人類的生活品質。

從兒時便對飛行務必癡迷的安德烈·波許博格在貝特朗的愿景中找到了完成夢想的方法。于是，兩位飛行勇士展開了他們畢生的冒險之旅——陽光動力。他們受到一大群工程師以及合作伙伴的用戶與支持。12 年的工作、計算、建模和測試，具有各種背景的80 位專家，100 位專家顧問和90 位合作伙伴與贊助商，總預算約為1.15 億歐元。

2009 年，第一太陽能飛機原型誕生，2010 年7 月7 日，安德烈駕控HB-SIA 完成了夜間飛行任務，并在2012 年完成了從帕亞尼到馬德里最長的太陽供能飛行任務。這兩次飛行打破了8 項國際航空協會的世界紀錄——自由距離、沿航線自由距離、直線距離、預聲明航點直線距離、沿航線距離、持久力、絕對高度、高增益。2014 年，陽光動力2 號閃亮登場，并開啟了環球航行的偉大壯舉。兩位創始人將會根據飛行經驗和個人目標輪流操作駕駛陽光動力號。

用10 億元為一個創意買單，到底值不值得？

在兩位創始人看來，陽光動力是個信使，它讓僅僅依靠太陽能飛行成為可能。它鼓勵我們相信自己擁有創新能力和改變世界的能力，并具有致力于保護環境的開拓精神！