勇于冒险的DNA
其实,在太阳能飞机领域,阳光动力项目发起人、董事长兼飞行员贝特朗·皮卡德并不是“第一个吃螃蟹的人”。
上世纪70年代,所谓太阳能飞机就是在单座小型飞机上安装太阳能电池,勉强能飞而已。1981年,“太阳挑战者”号太能能飞机飞越了英吉利海峡,创造了当时的纪录。2001年,最著名的太阳能飞机“太阳神”号完成了无燃料飞行器飞行海拔高度的纪录,飞行高度29524米。“太阳神”拥有可以提供40千瓦峰值功率的太阳能电池组,配合普通电池与液氢电动机,可以完成长达两周的不间断无人飞行。
但是,皮卡德把太阳能飞机推向了一个新的高度。以上介绍的两款太阳能飞机,看上去都很酷,然而,跟阳光动力号系列比起来,它们有本质上的差别。阳光动力号是有人驾驶的飞机,从难度上来说,这几乎要大一个数量级。这不仅仅是在重量上增加一个飞行员的体重而已,还要加上为飞行员而设置的其他配套设施,比如厕所、食物、逃生系统等等。
皮卡德是一位热气球环球飞行先驱,来自一个颇具冒险精神的家族,父亲和祖父曾完成过开创性的空中飞行和潜水壮举。之前他还驾驶“百年灵轨道飞行器3号”热气球周游世界,历时19天,飞行距离长达45755公里。
据介绍,阳光动力项目开始于2003年,10年期预算达到1.12亿美元。本次即将启程的“阳光动力2号”是项目制造的第二款太阳能飞机。初代产品“阳光动力号”曾在2012与2013年进行长距离飞行测试,2012年完成了瑞士飞往西班牙1116公里的不停站纪录,2013年则完成了横跨美国的飞行测试。“阳光动力2号”使用了与前作大体相似的结构,但是在核心部件部分都有了大幅更新。
面临极大挑战
需要指出的是,环球飞行不是持续不间断绕地球一周,因为这需要耗费几十天时间,机上的食物给养不够,飞行员的体力也难以支撑。所以环球飞行期间,飞机依然会中途停留。但即便如此,五昼夜的单次飞行对飞行员来说,仍然是极大的挑战。
飞行中,飞行员只能把座椅放倒简单休息,并且会有仪器监控飞机状态。为了能在睡眠时及时对危险做出反应,飞行员航空服的衣袖内,配备了振动报警装置。要知道,与一般的飞机不同,这架极限轻量化的太阳能飞机动力有限,同时翼展极宽,机翼载荷又很小,这使得飞机非常容易受到气流影响,难以控制。
同时,为了兼顾太阳能电池的充电,飞机起飞后并不是快速巡航高度,而是需要分阶段爬升至约9千米的高度,让太阳能电池达到最大功率状态充电,在后续的旅程中,飞机要按阶段下降高度,利用气流节省电力,维持夜晚的低空飞行。这导致“阳光动力2号”机舱中一天的温度变化相当北京一年的温度变化。所以,环球飞行不光是对太阳能飞机极限的挑战,同时也是对飞行员耐力的一种挑战。另外,在狭小的机舱中,吃饭喝水上厕所这样简单的事情,都变得复杂起来。
此外,虽然白天太阳能电池会把电能充入到机载锂电池中,为夜间飞行储备电能。但是恶劣的天气依然会对飞行产生重大影响,因此需要气象团队做好气象预测工作。在地面上,短期和中期天气预报使得团队决定何时起飞,并在需要的情况下可能制定出应急方案。
皮卡德也承认,“太阳驱动”项目团队的目标是证明零排放空中旅行是可行的,但在近期内,太阳能技术无法取代传统的喷气推进技术,“这个项目只是旨在验证和宣传新的节能技术。”但是,无论如何,共同通过创新和清洁技术致力于建设一个更加美好的世界,将是每个人的美好愿望。