太陽能飛機完成“環(huán)球之旅”

人類已有百年的航空史，隨著航空技術(shù)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(huán)球飛行，人們對太陽能飛機也有了更大的期許。然而，從現(xiàn)有技術(shù)水平看，太陽能飛機要實現(xiàn)商用目標，走進百姓生活依然長路漫漫。

環(huán)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(lián)酋阿布扎比巴廷商務(wù)機場，完成史上首次純太陽能飛機環(huán)繞地球一周的創(chuàng)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(xiàn)在，讓我們走得更遠?！?/p>

阿布扎比也是“陽光動力2號”環(huán)球飛行的始發(fā)站。去年3月9日，“陽光動力2號”從阿布扎比起飛開始環(huán)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(jīng)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(chuàng)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(chuàng)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(huán)球之旅的經(jīng)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(guān)注。

對于此次飛行的意義，江蘇省科協(xié)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(xué)探索?！痹谀暇┡e行的新聞發(fā)布會上，飛行員還為中國民眾講述了飛行經(jīng)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(shù)設(shè)計。甚至可以說，“陽光動力2號”是世界太陽能飛機研制領(lǐng)域的集大成者，體現(xiàn)了該項研究幾十年的技術(shù)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(huán)球飛行構(gòu)想，計劃駕駛太陽能飛機，經(jīng)過5次起降實現(xiàn)環(huán)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(xiàn)永久飛行?！疤柮}動”是一個復(fù)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(fēng)險。

該計劃面臨的最大挑戰(zhàn)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(zhuǎn)換效率以及電動機的經(jīng)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(qū)動號”研究讓太陽能飛機環(huán)球飛行逐漸成為可能。自2010年4月7日首飛成功后，“太陽驅(qū)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(qū)動”2號是“太陽驅(qū)動號”的升級版，它超越“太陽驅(qū)動號”成為目前全球體積最大的太陽能飛機。

“太陽驅(qū)動”2號的翼展達72米，堪比波音747-800型客機，“太陽驅(qū)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(qū)動號”一樣，“太陽驅(qū)動”2號在飛行中無需一滴燃料，僅依靠陽光就能實現(xiàn)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(qū)動”2號實現(xiàn)環(huán)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(dāng)其沖的就是太陽能動力問題。當(dāng)前飛機使用的光伏面板，轉(zhuǎn)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(shè)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(qū)動”2號環(huán)球之旅中，作為核心技術(shù)的太陽能動力問題頻發(fā)。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(xiàn)了損壞，迫使飛行計劃中斷了8個月，在電池修復(fù)后才得以從夏威夷繼續(xù)飛行。

此外，這項試驗性的設(shè)計也展現(xiàn)了很多的技術(shù)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(wěn)，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(jīng)停期間，由于天氣原因，屢屢耽誤“行程”。

此外，“太陽驅(qū)動”2號駕駛艙的空間非常狹小，只相當(dāng)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(shè)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(fā)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(yīng)用的終極挑戰(zhàn)。