從一個瘋狂的想法到試圖引領一場清潔能源的社會運動,看看這些瘋狂的科技冒險家們如何讓太陽能飛機的理想照進現實。
每年4月的時節,重慶氤氳的天氣別有一番特色,這時候最適合坐在窗邊看著濕漉漉的街道和搖曳著的紅花綠葉,興許還能聽到帶有川味的口音“糊了”,夾雜著嘆息、驚訝和放聲大笑隨后而來。
但在重慶的機場里,兩個穿著飛行服的外國人顯得尤為著急,在飛機前焦急地踱步的飛行員貝特朗-皮卡爾(Beterand Picca)郁悶地感嘆中國的天氣讓人難以捉摸,三周之前,他們剛剛從緬甸的城市曼德勒飛到重慶,他們原計劃在重慶的停留時間只有六個小時。
難以預料的天氣常常讓飛行計劃延遲
貝特朗所駕駛的飛機是全球第一架太陽能飛機——陽光動力2號(Solar Impulse 2),這架飛機將要在未來幾個月里完成史無前例的任務:不使用任何燃油燃料完成35000公里的環球飛行,而曼德勒和重慶都是這架飛機環球飛行過程中的一站。
曼德勒到重慶的過程多少還是有些驚險,貝特朗需要駕駛飛機穿過一處緬北的戰亂區??斓街貞c時,風速忽然加快,來自歐洲摩納哥的控制中心發出指令要求貝特朗減速,而在控制中心的屏幕上,飛機竟然在倒退飛行。
或許正是因為與眾不同的結構造成的,這架飛機擁有72米的翼展,比波音747大型噴氣式客機更寬,而機身重量只有2.3噸,與一輛小轎車相差無幾,整架飛機異常干凈,聞不到一絲柴油味,因為他的動力完全來自覆蓋整個機翼的17248塊太陽能電池。
貝特朗-皮卡爾和安德烈-波許博格
誕生在熱氣球上瘋狂想法
貝特朗-皮卡爾生于瑞士著名的探險家家族,同時也是一名精神科醫生。1931年,他的祖父、發明家奧古斯特˙皮卡爾曾搭乘自制熱氣球上升到15781米的高空,成為第一個到達平流層的人類。
1960年,雅克-皮卡爾乘坐著自己父親(奧古斯特-皮卡爾)設計的深海潛艇“特里雅斯特號(Trieste)”下潛到了地球最深處馬里亞納海溝的“挑戰者深淵”。
1999年貝特朗-皮卡爾在乘坐熱氣球環球飛行時誕生了太陽能飛行的想法
1992年,當貝特朗-皮卡爾在第一屆跨大西洋熱氣球比賽中贏得了冠軍后,他發起“百年靈熱氣球”項目,1999年3月他首次挑戰中途無降落駕駛氣球的環球飛行,雖然有上次熱氣球的飛行經驗,但是在數千米的高空,貝特朗時刻難以安心,擔心一旦化石燃料提供的能源消耗過快,他就將從高空墜落。
在那次熱氣球飛行的開始,貝特朗攜帶了3700公斤的丙烷燃料,在完成航程42810公里,經歷19天21小時55分鐘最后達到埃及首都開羅西南方300英里處一個叫穆特的地方時,燃料僅剩40公斤。
“能否制造一架飛行器,利用太陽能進行環球飛行?”一想法開始在他的腦海里打轉,這或許需要一架能晝夜飛行的太陽能飛機!
2003年貝特朗向瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)介紹了這一計劃,后者立即同意對其展開可行性研究。該項研究由安德烈-波許博格(Andre Borschberg)帶領,他是一名工程師和專業飛行員。安德烈兒時便對飛行無比癡迷,長大后接受過瑞士空軍的戰斗機飛行員訓練。
此次環球飛行的路線圖,5月9號他們將從南京歷時五天五夜飛往夏威夷
這一項目于11月28日對外界公布。當晚,由計算機生成的太陽能飛機概念圖便在CNN上反復出現。
專業試飛員馬庫斯-舍德爾(Markus Scherdel)進行了首次試飛,檢查了飛機的飛行包絡線,并證明了其具備在夜間飛行的能力。7月7日,在安德烈的指揮下,“陽光動力1號”進行了太陽能航空史上的首次夜間飛行,總共持續飛行了26小時10分鐘零19秒。
該次飛行創下了三項世界紀錄:最大飛行高度(9235米),最長飛行時間(26小時10分鐘零19秒),以及總爬升高度(8744米)。
2015年,重新打造的陽光動力2號開始環球實踐這個瘋狂的想法。
船廠里造出的神奇飛行器
陽光動力2號飛機結構示意圖
蠟燭不是愛迪生發明的,但他卻發明了照亮萬家的電燈。如果你回看歷史,所有偉大的創新都是由行業外的人創造的,因為他們沒有行業內沉重的包袱。
帶著打造太陽能飛機的想法,貝特朗和安德烈首先找到航空業的制造公司,但當他們聽到了這個不可思議的想法后,立即當面回絕。
有趣的是,偉大的創新總是在行業邊緣發生。最終這家飛機竟然是從和航空業沒有關系的船廠中制造而成,查看最終參與合作的贊助商伙伴名單,沒有一個是專業從事飛機制造的“高大上企業”,全是看起來跟飛機并無關聯的品牌。而其中的重要合作伙伴,都是一些鼎鼎大名的外行人:制造電梯的迅達公司(Schindler)、化工集團蘇威(Solvay)、名牌手表歐米茄(Omega)等。
特殊的結構讓陽光動力2號能面對極端天氣
蘇威提供的智能尼龍纖維用于制作飛行員的飛行服。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。
歐米茄將手表里的技術放大到了飛行控制上,歐米茄儀表的構建讓飛行員可以在飛行過程中跟蹤記錄飛行路線和傾斜角度,提醒他們機翼的角度是否超出正常極限。
普通飛機通在傾斜角達到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,安裝在飛行員袖子里面的裝置開始振動。
為了確保日落之后飛機著陸的能見度,歐米茄開發出了采用LED燈的照明系統,燈具采用與斯沃琪腕表里相同的彈性塑料制成的外殼提供保護。整個系統包括防護玻璃、接線、電源變壓器和連接器,重量不足2千克,而且功耗低于100瓦。
在這些看似和航空業沒有關聯的公司中,很多企業家曾經就參與過航空投資,對太空探索一直興趣濃厚。
一次飛行秀,更是一場影響全球的新能源實驗
從不可思議的想法到飛機造成,這還并不是貝特朗和他伙伴們的終點,他們希望傾力打造的陽光動力2號能夠成為撬動全球能源革命的支點;至少,通過太陽能飛機環球飛行的方式,讓更多人認識到太陽能被忽視的巨大價值。
“首先你需要一個優秀的想法,然后傾盡全力將其完成,此外,你還得找到強有力的合作伙伴共同克服難以預料的困境。”談到自己當初那個天馬行空的想法如何變為現實,貝特朗如是說。
其實,這個世界上總有一批人,他們的夢想不拘泥當下,而是著眼天空和未來,這些人或許身處不同的行業,但卻有著呼吸相通的默契,一旦偉大的想法產生,就會像在干柴堆邊劃亮火柴,身處不同行業有遠見卓識的勢力都會一起將之變為現實。
這樣的故事正在清潔能源領域處處發生著。一場全社會參與的新能源實驗除了政府制定政策,學者奮筆疾呼,更需要如特斯拉、沃爾沃、陽光動力2號這樣的行動者用能吸引公眾注意的方式讓大眾相信技術帶來的美好,也許是一款產品、一次體驗、一場秀,但卻能推動更多力量共同參與,讓新技術從懷疑的目光中一步步走入現實。
例如,特斯拉一直以來被很多汽車廠商定義為來自互聯網的野蠻人,但是當5月1日Tesla Energy發布之后,更多人開始意識到特斯拉并不只是個賣車的,他還有更大的顛覆現有能源結構的野心,相對于馬斯克清潔能源的遠景來說,電動汽車不過他為新能源布道的工具。
同樣,今年3月,沃爾沃聯合極客公園將自動駕駛項目帶到中國,在北京舉辦了沃爾沃自動駕駛體驗營。無論是自動駕駛的體驗營還是對清潔能源汽車理念的推廣,都是通過一種秀的形式讓更多人相信科技的力量,也吸引更多產業勢力一起參與到推動自動駕駛新技術和清潔能源在汽車領域從愿景變為現實。
陽光動力2號也是如此,環球飛行秀的意義并不僅限于刷新一個新紀錄的冒險,而是用這種萬眾矚目的方式向全世界志同道合者的召喚,這自然能夠吸引到一批最棒的合作伙伴。
例如,占全球航空運輸流量的84%的國際航空運輸協會代表超過240家航空公司,向陽光動力2號提供技術與運行協助,以便于起飛、著陸和支持,從而獲得各國政府和空中導航服務機構的全面配合。
互聯網巨頭Google向陽光動力2號提供Google Hangouts、YouTube和Google+社交網絡平臺支持。
同時這場環球飛行進行視頻直播,由Swisscom提供現場直播解決方案保持天線小巧而輕便的情況下。實施傳輸速度僅50kb/s的低帶寬的解決方案,可以實時現場直播看到飛行員在飛行過程中的視頻。
今年12月全球的決策者將齊聚法國巴黎,在聯合國氣候變化會議(COP21)上,他們將針對一項新的氣候協議采取決定,貝特朗和安德烈在全球飛行中共同發起了名為#清潔未來#(#futureisclean)的倡議活動。
5月9號陽光動力2號即將從南京出發開始跨越太平洋進行最具挑戰的5天5夜艱難飛行,在那之前,記者在南京專訪了這個將被載入人類史冊的冒險家團隊。
Q&A問答
S=Solar Impulse 2
記者:這架飛機有什么先進的技術?
S:陽光動力2號的太陽能電池具備業內領先的轉化率,其達到了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16%。
記者:這次飛行為何又是一次技術實驗?
S:這次飛行的核心就是能源的消耗和傳導,高效的轉換率讓飛機獲得飛行能源。與其說我們是在探索如何制造一家新飛機不如說我們在了解如何節省能源。
記者:哪些國家在清潔能源方面值得關注?
S:非常有趣的是,很多年前當中國進入清潔能源市場時,其清潔能源和其他能源相比不占優勢,中國知道產生競爭力的唯一辦法就是降低成本,因此現在中國的清潔能源產生了競爭力。我們在南京看到了不少電動汽車,而上海的電動車比全世界各地的還要多。
記者:清潔能源離我們的生活還遠么?
S:我們現在使用的技術正在逐步進入市場,我們使用的保溫材料讓我們在9000米高空和零下40度的極端條件下正常飛行。我們的合作伙伴正在將這項技術融入到冰箱中。如果你使用了這種保溫材料制造的冰箱,其能耗將降低50%。
記者:對于年輕的極客你們有什么建議?
S:現在的年輕人雖然在學校里學了不少知識,但能使你成功的卻是那些你不曾了解的奧秘。如果你想讓熱氣球飛得更快,那么就得打破現在的平衡,將氣球升到更高,迎接更強烈的風。