“新莱特兄弟”的太阳能环球之旅
2015-07-16
毫无疑问,“新莱特兄弟”正在创造人类与这个星球新的共处方式
人类航天史详细记录了1902年12月17日发生在美国北卡罗莱纳州令人激动的一幕:
阴冷天幕笼罩着空阔沙滩,年轻的米尔顿·莱特和威尔伯·莱特在大风中爬上了有着巨大双翼的怪家伙。他们鼓捣了一会儿操纵杆和发动机,没过多久,这只取名“飞行者一号”的大机器跌跌撞撞地离地腾空了,如同初次尝试飞翔的雏鸟。
人类生活由此而改变。此后几年,莱特兄弟一边改进飞机性能,一边在世界各国做飞行表演。100多年后的今天,飞机已经成为全世界各地通用的出行方式。
历史总会惊人地相似。今年3月9日,来自瑞士的阳光动力2号飞机从阿联酋阿布扎比起飞,两位飞行员贝特朗-皮卡尔与安德烈-波许博格轮流驾驶,计划5个月完成3.5万公里的环球飞行。飞行完全依靠太阳能,不消耗任何燃料,也不排放任何污染物。
嗯,一百年或者几十年后,当我们习惯坐着碳排放为零的飞行器出行时,再回顾今天,大概会把3月9日视作新能源出行时代的开始,正如1902年的“飞行者一号”。
毫无疑问,“新莱特兄弟”正在创造人类与这个星球新的共处方式。
特殊的高冷体验
在空中颠簸17个多小时后,4月21日晚上,阳光动力创始人、飞行员贝特朗-皮卡尔终于踏上南京土地,也结束了整个环球飞行上半程的六段航程。
受天气影响,阳光动力2号抵达南京的时间比原计划晚了21天。但这并不妨碍中国民众对它的热情:网友们忙着在社交网络上刷着这架太阳能飞机的消息,当晚,为它让路的民航飞机们在南京机场上空一圈圈绕弯子,彰显地主之谊。
“我飞得还比较轻松。”贝特朗-皮卡尔落地后笑着告诉团队。从重庆飞往南京途中,他还不忘拍摄云彩和山河照片,发在中国的社交网络上。
被网友戏称为“大蜻蜓”的阳光动力2号的确名副其实。它翼展71.9米,比波音747-8I还要宽,但碳纤维制成的机身却只有2.3吨。驾驶这样一架酷炫的飞机环游世界,听起来简直是文艺青年中年们的终极福祉。不过,下判断之前,还是先看看两位飞行员在驾驶舱里是怎么过的。
“高冷”是毫无疑问的关键词。首先看高度。阳光动力2号最高能到1.2万米高空,但为了减轻重量,狭窄到只能容下一位飞行员的驾驶舱并没有配备增压和空调系统。这意味着,当飞机达到8000米巡航高度时,舱内的环境就会变得很不友好。当空气越来越稀薄时,飞行员需要戴上氧气面罩维系生命。
高度带来的温度变化也非常极端,从零上40℃到零下40℃,飞行员只能用特殊飞行服把自己裹起来——飞行服使用的最新材料可以隔离保温,而厚重鞋子也设计了实用的加热功能。
在机舱里,飞行员基本没什么可以活动的空间。于是,大多数时间,他们只能静静呆在座椅上,需要“方便”时只能使用特制塑胶袋,推开椅垫就地解决。至于睡觉,其实更像是打盹,每次只能眯上20分钟,期间,一旦飞机姿态变化超过5%,飞行员就会被戴在手腕上的振动器唤醒。要知道,就连庞大的民航客机遇到气流都可能颠簸,阳光动力2号这样的“大蜻蜓”,就轻飘飘如叶子一般了。
“怎样移动、要动什么、什么时候动、要把东西挪哪儿去,这些事情需要仔细规划好,特别是当你需要飞行五天五夜的话。”安德烈-波许博格介绍。
从南京到下一站夏威夷的飞行需要跨越太平洋,由波许博格执飞,预计要连续飞行五天五夜,这尤其考验飞行员的素质。在环球之旅开始前,两位飞行员各自在模拟器中完成了连续三天三夜的飞行,通过心理训练、瑜伽等自我调节方式,加上地面团队提供的支持,证实了飞行的可行性。
“最坏的情况是我们不得不弃机跳伞。”波许博格称,如果飞机出现技术故障或者气象条件比预计的糟糕许多,飞机可能耗尽动力,飞行员在有必要时会采取应急方案,机舱座位下的降落伞是他们的最后选择。
但他显然充满信心,连五天五夜不能洗澡刮胡子的样子都想到了:“着陆的时候我看起来就会是个不修边幅的冒险家样子,这是必要的。”
飞行器的进化
贝特朗-皮卡尔与安德烈-波许博格拥有类似的冒险基因。前者来自瑞士冒险世家皮卡尔家族,其祖父曾经搭乘热气球探访平流层,也驾驶潜水艇挑战世界最深的马里亚纳海沟;后者是企业家、工程师、前瑞士空军飞行员。
不过,“冒险”并非这趟环球飞行的终极目标,推广清洁能源理念与技术才是。
皮卡尔在1999年乘坐热气球完成环球之旅,消耗了4吨液化气,他由此意识到,燃料能源终有一天会枯竭,而太阳能将发挥更大作用。“阳光动力”项目自此萌芽,拥有8项国际航空协会世界纪录的前飞行员波许博格随后也加入进来。在2003年项目刚启动时,两位创始人并没有想过自己制造飞机。然而,对于他们提出的昼夜飞行太阳能飞机想法,传统飞机制造厂商的答复都是“不可能”。
“我们决定自己做这架飞机,因为我们相信一定会有一个解决方案。”贝特朗·皮卡尔回忆。他们联系了世界各地的优秀工程师,找到包括ABB在内的多家公司合作,最终组建起一支百余人的专业团队。
为了实现昼夜连续飞行,阳光动力飞行器安装有大量锂聚合物电池(重量约占飞机总重的四分之一),白天要爬升到高空充分“享受”阳光,并把太阳能电池阵列的富余电能存起来,用于夜间电机供电。晚上则要逐步降低高度,将势能转化为一部分电能,保持飞行。
在团队协作之下,初代产品“阳光动力号”终于一点点由计算机屏幕里的模型变成实实在在的机器。2012年和2013年,它分别完成了瑞士飞往西班牙不停站以及横跨美国的飞行测试。
这种感觉有多爽?波许博格是这么说的:
“它是一驾完全不同以往的飞机,不需要烧油就可以一天24小时,最高可以飞到9000米。起飞的时候电池还是空的,落地的时候电池都满了。所以我们不是在消耗能源,而是在创造新能源。”
作为前空军飞行员,波许博格此前驾驶战斗机时需要时时关注燃油表,因为飞行15至20分钟后,油箱很快就空了。而驾驶阳光动力则完全不同。
至于速度就不必苛求了。“是比不上喷气式飞机,”这位航空领域世界纪录保持者并不在乎,“想想自己在驾驶一架划时代的飞机,感觉还是很激动的。”当然,他还是花很长时间去适应飞机迟缓的操作反应,“刚上手确实是个难缠的家伙”。
可就是这个难缠的家伙,承载了整支团队关于未来的期许。效仿莱特兄弟当年的做法,随后几年,他们一边对飞机进行迭代研发,一边通过飞行宣传清洁能源,也获得越来越多的支持。2014年6月,拥有昼夜飞行能力的阳光动力2号顺利首飞。
清洁未来
聪明的人类总是在效仿各种动物与自然的和谐相处方式,比如期待像鸟类那样,在不给环境增加压力的情况下实现自由飞翔。而阳光动力2号的环球飞行,无疑让国际航空运输协会在2050年实现飞行器碳排放量零和的目标变得更加清晰可行。
需要更多清洁能源的领域不仅仅是航空业。尽管有诸如ABB这类商业公司的参与,但阳光动力项目的KPI并不是让这架慢腾腾的飞机实现商业化载人飞行,而是希望通过飞行本身,去验证清洁能源的可行性,也推动一些最新尖技术普及到人类生活的更多方面。
“我相信21世纪的冒险征程不再是登月,而是提升人类的生活质量。”皮卡尔认为。
事实上,技术的发展总是会超出人类预期。正如莱特兄弟在北卡罗莱纳州的沙滩上腾空而起时,并没有想到66年后人类会把宇航员送上月球。清洁能源技术的普及应用,也可能开启一场彻底改变人类的改革。
比如皮卡尔就曾经畅想“阳光动力无人机”的可能:把它变成一架便宜的卫星,在太阳能的驱动下升到20千米以上的高空,提供全球移动通信系统,传播无线信号。
当然,对于两位冒险家来说,这一切的魅力在于,他们挑战了“不可能之事”并做到了。波许博格称,自己每次驾驶阳光动力飞上蓝天远离世界时,就如同隐居天空,是一种真正的享受——相比燃油发动机制造的巨大轰鸣,依靠太阳能发电的阳光动力要安静得多,或许在那样的环境中,飞行员也能更加真切地去体会征服天空的喜悦。
科技正在让一切想象变成现实。也许在不久的未来,普通人也可以有这样安静穿梭于云层中的隐居体验。嗯,世界那么吵,我想去静静。