太陽能飛機(jī)的環(huán)球之旅

沈羨云

2015年3月9日清晨，在阿聯(lián)酋首都阿布扎比，隨著太陽在薄霧中緩緩升起，一只奇怪的“大鳥”從跑道上緩緩啟動(dòng)，在向前滑行了不足50米后便騰空而起，向著東南方向飛去。這只“大鳥”是正式亮相的“陽光動(dòng)力”2號(hào)，是“陽光動(dòng)力”1號(hào)的升級(jí)版，它超越“陽光動(dòng)力”1號(hào)，成為全球體積最大的太陽能飛機(jī)。它的翼展達(dá)72米，堪比波音747-800型客機(jī)，重2.3噸，最大飛行高度可達(dá)8500米，最高時(shí)速為140千米?！瓣柟鈩?dòng)力”2號(hào)將展開為期約5個(gè)月的環(huán)球之旅。

飛行計(jì)劃

“陽光動(dòng)力 ”2號(hào)是唯一一架長(zhǎng)航時(shí)不必耗費(fèi)一滴燃油便可晝夜連續(xù)飛行的太陽能飛機(jī)。

在整個(gè)環(huán)球飛行過程中，“陽光動(dòng)力 ”2號(hào)將降落12次，飛行的起點(diǎn)和終點(diǎn)均為阿布扎比。它將在印度，緬甸，中國(guó)重慶、南京，美國(guó)夏威夷、鳳凰城，歐洲南部等地進(jìn)行短暫停留，以更換飛行員。飛行中兩名飛行員將輪流駕駛飛機(jī)，飛行速度在每小時(shí)50～100千米之間。

在“陽光動(dòng)力”2號(hào)的環(huán)球旅程中，最具挑戰(zhàn)的當(dāng)屬橫跨太平洋和橫跨大西洋的航段。橫跨太平洋由于路途過于遙遠(yuǎn)被分割成了從南京到夏威夷、夏威夷到鳳凰城兩個(gè)5天5夜的航段，橫跨大西洋則是又一段可能持續(xù)3～5天的路程。

太陽能飛機(jī)發(fā)展史

說到太陽能飛機(jī)，也有一段發(fā)展歷史。在20世紀(jì)70年代，太陽能飛機(jī)只是一個(gè)在單座小型飛機(jī)上安裝太陽能電池后勉強(qiáng)能飛的飛機(jī)。1981年，“太陽挑戰(zhàn)者”號(hào)問世了，它飛越了英吉利海峽，創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)的紀(jì)錄。2001年，當(dāng)時(shí)最著名的太陽能飛機(jī)“太陽神”號(hào)創(chuàng)下了無燃料飛行器飛行海拔高度的紀(jì)錄，飛行高度為29524米。之后，“陽光動(dòng)力”號(hào)計(jì)劃上馬了。它的初代產(chǎn)品“陽光動(dòng)力”1 號(hào)曾在2012年與2013年進(jìn)行長(zhǎng)距離飛行測(cè)試，2012年完成了瑞士飛往西班牙1116千米的不停站紀(jì)錄，2013年則完成了橫跨美國(guó)的飛行測(cè)試?！瓣柟鈩?dòng)力”2號(hào)是此項(xiàng)目制造的第二款太陽能飛機(jī)，使用了與“陽光動(dòng)力”1號(hào)大體相似的結(jié)構(gòu)，但是核心部件有了大幅更新，表現(xiàn)在機(jī)翼、電池和動(dòng)力部分。

“陽光動(dòng)力”2號(hào)的翼展超過72米，僅重2.3噸，與普通越野車相差無幾。從尺寸上講，這架太陽能飛機(jī)簡(jiǎn)直薄如蟬翼。這得益于機(jī)身骨架使用的碳纖維蜂窩夾層材料，這種材料密度僅有25克/立方米，比紙還要輕3倍，但是強(qiáng)度完全滿足飛機(jī)的機(jī)械要求。為了減重，飛機(jī)表面使用的是柔性蒙皮 。白天，“陽光動(dòng)力”2號(hào)將在8000米的高度飛行，以便給633千克重的鋰電池充電，滿足夜間飛行的能源需求。夜間，“陽光動(dòng)力”2號(hào)將下降至3500米高度飛行，以節(jié)省能源。它能完全依靠太陽能動(dòng)力進(jìn)行晝夜連續(xù)飛行。

挑戰(zhàn)極限

“陽光動(dòng)力”2號(hào)的環(huán)球之旅不僅挑戰(zhàn)太陽能技術(shù)的極限，也挑戰(zhàn)飛行員體能的極限。在連續(xù)5晝夜的航行中，飛行員將獨(dú)自一人坐在3.8立方米的機(jī)艙里。艱苦的環(huán)境加上隨時(shí)可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)，他們是如何處理的呢？在總共35000多千米航程、500多個(gè)小時(shí)的飛行時(shí)間里，飛行員們幾乎都要待在天上，那他們的吃喝拉撒又怎么解決呢？

住 ?別看“陽光動(dòng)力”2號(hào)的飛機(jī)翼展比波音747還大，但是機(jī)身卻小得可憐，才3立方米多一點(diǎn)兒，機(jī)艙中只能容下一名飛行員。所以本次環(huán)球旅行的兩位飛行員只能你開一站，我開一站地輪流駕機(jī)飛行。機(jī)艙太小，飛行員長(zhǎng)途飛行，特別是在太平洋和大西洋上空飛行，每一站至少要連續(xù)在天上飛行5天5夜，怎么活動(dòng)胳膊腿呢？唯一的解決辦法是把座椅靠背往后倒，飛行員伸伸懶腰動(dòng)動(dòng)腿就不錯(cuò)了。住得小也就算了，機(jī)艙里還沒暖氣沒空調(diào)，甚至都不是封閉加壓的，所以飛行員們每天要經(jīng)歷氣溫的劇烈變化，而且飛得越高，空氣越稀薄，還得戴上氧氣面罩。幸好，得益于拜爾公司提供的高科技材料，駕駛艙內(nèi)溫度能保持在20℃～40℃之間。

睡 在飛越太平洋和大西洋時(shí)，飛行員要連續(xù)駕駛3～5天，睡覺成為一個(gè)大問題。因?yàn)樵诖似陂g只能一名飛行員在天上駕駛，絕對(duì)不可以長(zhǎng)時(shí)間睡覺，把飛機(jī)完全交給自動(dòng)駕駛儀。怎么辦呢？解決的方案就是打盹兒，每次放倒座椅，最多不超過20分鐘，24小時(shí)內(nèi)最多打盹兒12次。為了保持體力和清醒，兩位飛行員在這次旅行前長(zhǎng)時(shí)間練習(xí)瑜伽和自我催眠，并且在飛機(jī)模擬訓(xùn)練器中反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)。萬一駕駛員因?yàn)樘＞攵^頭怎么辦？在飛機(jī)上配備了一種特別的“護(hù)目鏡”，睡覺時(shí)可以遮光，保護(hù)飛行員的眼睛。一旦飛行員到時(shí)間不醒，護(hù)目鏡內(nèi)部就會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈的閃光，刺激飛行員，讓他醒來。另外，在飛行服里還有像臂章一樣的芯片，可以記錄飛行員的呼吸頻率，當(dāng)它覺察到飛行員呼吸頻率太低，或者飛機(jī)突然出現(xiàn)高度驟降等緊急情況，就會(huì)頻頻振動(dòng)，喚醒飛行員。

衣 ?為了防止飛行中溫差太大的影響，飛行服采用了最新的材料，有隔離保溫的作用。而且據(jù)介紹，飛行服有加熱作用，還內(nèi)置了特別的芯片，在關(guān)鍵時(shí)刻可以派上大用場(chǎng) 。

吃 ?為了保證駕駛員在飛行中的體能，“陽光動(dòng)力”專門聘請(qǐng)瑞士一家公司，研制了能夠在不同溫度下食用的食物。這些食物既可以加熱食用，也可以常溫或低溫食用。據(jù)說，兩位飛行員都根據(jù)各自口味，定制了不同的飛行餐包。

如廁 ? 在太空上廁所對(duì)飛行員向來是難題?！瓣柟鈩?dòng)力”2號(hào)設(shè)有機(jī)上廁所——一套巨大的藍(lán)色塑膠袋。這個(gè)特制的袋子一頭垂下來，一頭塞在坐墊下面。飛行員“內(nèi)急”時(shí)，推開椅墊，就能“當(dāng)場(chǎng)解決”。據(jù)說感覺就跟在家里上廁所差不多——但是不能沖水，只能落地后丟棄，換套新的“廁所”。

通信 ?機(jī)上設(shè)有通話、網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備，可隨時(shí)與地面聯(lián)絡(luò)。

從商業(yè)角度看，“陽光動(dòng)力”2號(hào)似乎應(yīng)用價(jià)值不大，這次環(huán)球之旅最重要的是象征意義。它象征著人類對(duì)新能源的探索精神，以及對(duì)未知旅程和身體極限的挑戰(zhàn)。雖然現(xiàn)在太陽能商業(yè)飛行還是夢(mèng)想，但未來一定能實(shí)現(xiàn)。

【責(zé)任編輯】蒲 ?暉