ABB之劍客琴心

這樣的機(jī)會(huì)也許一生中只能遇見(jiàn)一次。

2014年年末，一個(gè)看起來(lái)稀松平常的星期三，ABB公司接到陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)項(xiàng)目的需求：“我們需要工程師?！?/p>

陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)要上演一次非?！叭涡浴钡目萍?jí)雅e，不使用任何燃料，完成環(huán)球飛行——在此之前，人類(lèi)還從未以如此徹底的“反化石能源”的優(yōu)雅方式征服天空。

如你所見(jiàn)，陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)的飛機(jī)外形無(wú)比炫酷，但此次環(huán)球飛行可談不上什么舒心之旅，而是人類(lèi)對(duì)現(xiàn)有工程技術(shù)的一次極端挑戰(zhàn)。譬如在在美國(guó)能源部部長(zhǎng)歐內(nèi)斯塔·莫尼茲（Ernest Moniz）眼中，此次工程就觸及了能源部門(mén)四個(gè)異常關(guān)鍵的領(lǐng)域——太陽(yáng)能、能源儲(chǔ)存、能源效率以及先進(jìn)的材料科學(xué)。

作為陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)項(xiàng)目的重要合作伙伴，接到需求通告后，ABB集團(tuán)派出了他們最精銳的工程師團(tuán)隊(duì)，人稱(chēng)“ABB三劍客”：Stevan Marinkovic、Tamara Tursijan和Nicolas Loretan。在接下來(lái)的數(shù)月之中，他們將與這架輕盈飛機(jī)的命運(yùn)休戚相關(guān)，負(fù)責(zé)優(yōu)化飛機(jī)地面運(yùn)行的控制系統(tǒng)，強(qiáng)化飛機(jī)電池系統(tǒng)的充電電子設(shè)備以及解決在飛行過(guò)程中出現(xiàn)的故障等問(wèn)題。當(dāng)然，這三人身后還有更多工程人員的技術(shù)做支持。

日月交替間的挑戰(zhàn)

某種意義上，陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)是一個(gè)集合了當(dāng)今材料、結(jié)構(gòu)、電子、人機(jī)工程學(xué)等各方面頂尖技術(shù)于一身的超級(jí)“玩具”。為了讓這架“玩具”可以通過(guò)太陽(yáng)能愉快地玩耍，工程師們?cè)谄錂C(jī)翼、機(jī)身和水平尾翼上一共貼敷了17248片135微米厚的單晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，這些電池可以產(chǎn)生最大七十千瓦的功率，而這些電力可以輸出給四臺(tái)單臺(tái)功率13.5千瓦的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)四扇4m直徑的雙葉螺旋槳給飛機(jī)提供動(dòng)力。

而在陽(yáng)光充足時(shí)，能源由太陽(yáng)能電池板收集之后，將被儲(chǔ)存在鋰聚合物電池中，這四組電池總重量為633千克——僅占飛機(jī)總重的四分之一，能量密度達(dá)到260瓦時(shí)每千克——要知道，目前市面上電動(dòng)汽車(chē)的電池能量密度水平還徘徊在200瓦時(shí)每千克。電池密封在高密度泡沫里，安裝在四個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，并有一個(gè)系統(tǒng)控制蓄電池的充電閥和溫度。

正如這次項(xiàng)目的飛行員之一安德烈-波許博格所言：“在飛行過(guò)程中你的能源儲(chǔ)備在不斷增加，為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)夢(mèng)想，我們要最大限度地利用太陽(yáng)所產(chǎn)生的每一瓦特電能，并將它儲(chǔ)存在我們的電池里?！倍@些電池可以讓陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)安靜地度過(guò)漫長(zhǎng)黑夜，并期待著新一天曙光的來(lái)臨。

事實(shí)上，早在這架飛機(jī)一次次完成日月交替之前，ABB的“三劍客”就已為這次旅行的開(kāi)啟各司其職：在飛機(jī)出發(fā)前，一位工程師已經(jīng)更新了設(shè)備，確保在各種大氣條件下，太陽(yáng)能電池板都能最大化地獲得電力；另一位工程師則強(qiáng)化了飛機(jī)電池系統(tǒng)的充電電子設(shè)備；另外，盡管修長(zhǎng)的陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)謀殺了全球大多數(shù)攝影師的菲林，但環(huán)球飛行的技術(shù)突破絕不僅限于飛機(jī)本身，在地面上的一個(gè)“秘境”之中——一個(gè)有充氣式結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)相酷似氣球的巨大的移動(dòng)式停機(jī)庫(kù)里，第三位工程師負(fù)責(zé)優(yōu)化移動(dòng)機(jī)庫(kù)的電力供應(yīng)及設(shè)備，確保移動(dòng)機(jī)庫(kù)能夠禁得住風(fēng)吹雨打，保護(hù)好大蜻蜓毫發(fā)無(wú)損。

毫無(wú)疑問(wèn)，陽(yáng)光動(dòng)力項(xiàng)目需要工程師具備超強(qiáng)的隨機(jī)應(yīng)變的能力，以應(yīng)對(duì)飛行過(guò)程中偶發(fā)的小狀況，而這樣的能力除了多年的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，也要具有試圖探索科技世界奧秘的激情。

“三劍客”的興奮

就在ABB接到“我們需要工程師”的需求兩天之后，Stevan Marinkovic就成為了陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)團(tuán)隊(duì)的新成員。在接下來(lái)的那個(gè)星期一，他就已經(jīng)開(kāi)始與其他工程師們并肩工作，其主要負(fù)責(zé)飛機(jī)充電電子設(shè)備和監(jiān)控機(jī)艙中電池設(shè)備，確保這些設(shè)備時(shí)刻處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。

在進(jìn)入“陽(yáng)光動(dòng)力”項(xiàng)目之前，出生于塞爾維亞的Stevan Marinkovic效力于ABB位于瑞士的集成傳感器系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)。而與不少天賦異稟且對(duì)這個(gè)世界充滿(mǎn)好奇的“理工男”一樣，Stevan Marinkovic早在青年時(shí)期就顯露出對(duì)技術(shù)的摯愛(ài)，他開(kāi)始拷貝舊式Atari 8位計(jì)算機(jī)上的基本程序，并將其對(duì)于硬件和軟件的迷戀帶到了后來(lái)工作的ABB，如今又帶到了陽(yáng)光動(dòng)力項(xiàng)目?！爱?dāng)一架飛機(jī)如此心懷遠(yuǎn)大，希望能源的使用更簡(jiǎn)單更合理，能源的消耗更少更高效，我必然會(huì)全力以赴幫助它實(shí)現(xiàn)飛行夢(mèng)想?！?/p>

“這樣的機(jī)會(huì)也許一生中只能遇見(jiàn)一次。”Stevan Marinkovic的塞爾維亞同胞，擁有蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院碩士學(xué)位的ABB美女工程師Tamara Tursijan興奮地表示。Tamara Tursijan是一位現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)工程師，她常年奔走于世界各地裝有ABB變頻器的地方?！拔业墓ぷ骶褪堑绞澜绺鞯爻霾?，進(jìn)行調(diào)試、預(yù)防性維護(hù)和軟件更新?！?/p>

而在陽(yáng)光動(dòng)力團(tuán)隊(duì)中，Tamara Tursijan是一位地勤工程師，主要負(fù)責(zé)移動(dòng)式地面機(jī)庫(kù)——那個(gè)酷似氣球的“秘境”的電力控制系統(tǒng)。當(dāng)飛機(jī)需要緊急迫降，或者機(jī)場(chǎng)無(wú)法對(duì)飛機(jī)降落提供正常支持時(shí)，工程團(tuán)隊(duì)就會(huì)使用這個(gè)機(jī)庫(kù)。

事實(shí)上，就在兩個(gè)月前，移動(dòng)式機(jī)庫(kù)做過(guò)一次比較重要的測(cè)試?！皽y(cè)試從凌晨3點(diǎn)就開(kāi)始了，我們那晚幾乎沒(méi)怎么睡覺(jué)，選擇這個(gè)時(shí)間，是因?yàn)檫@時(shí)空中沒(méi)有交通流量，而且溫度變化也較小。我們把所有的裝備搬到500至1000米外的地方，然后取出這些設(shè)備。我們要安裝好配電柜，同時(shí)要運(yùn)行一臺(tái)充氣機(jī)為機(jī)庫(kù)充氣。我們不可能直接給整個(gè)機(jī)庫(kù)充氣，必須分成幾個(gè)部分，然后把它們推到飛機(jī)上方。我們對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行了操練，同時(shí)還進(jìn)行了一些溫度測(cè)試和用電測(cè)試?？梢哉f(shuō)，一切都非常完美。”Tamara Tursijan如此回憶道。

與Stevan Marinkovic一樣，來(lái)自瑞士的另一位工程師Nicolas Loretan也在很小時(shí)就展示了其過(guò)人稟賦，在10歲時(shí)，他就開(kāi)始為門(mén)禁裝置焊接組件?！案咧挟厴I(yè)之后，我就產(chǎn)生了學(xué)習(xí)如何利用電力和電子讓物體運(yùn)動(dòng)起來(lái)的想法?！彼貞浀?。

而自從去年12月1日被調(diào)至位于瑞士帕耶訥的陽(yáng)光動(dòng)力項(xiàng)目基地，這位醉心于“利用電力和電子讓物體運(yùn)動(dòng)起來(lái)”的工程師就感覺(jué)節(jié)奏非?？?，尤其在離起飛日漸迫近之時(shí)，“時(shí)間過(guò)得比裝有他平日里負(fù)責(zé)優(yōu)化的牽引變流器的高速列車(chē)還要快”。

作為陽(yáng)光動(dòng)力電氣和推進(jìn)團(tuán)隊(duì)的成員，Nicolas Loretan起初主要負(fù)責(zé)改造最大功率點(diǎn)跟蹤設(shè)備（MPPT），該設(shè)備可確保在各種大氣條件下都能從機(jī)翼上安裝的17248片太陽(yáng)能電池板上獲取最多能源?？梢韵胂?，陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)的八臺(tái)MPPT設(shè)備無(wú)比關(guān)鍵，在其橫跨數(shù)月的環(huán)球之旅中，最棘手的航段無(wú)疑是從中國(guó)到夏威夷——飛機(jī)要連續(xù)飛行五個(gè)晝夜。在此期間，若任何一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障，白天電池就無(wú)法充滿(mǎn)電，以供飛機(jī)夜間飛行使用。

事實(shí)上，減少甚至不使用化石燃料讓飛機(jī)展翅翱翔一直是人類(lèi)長(zhǎng)期以來(lái)的夢(mèng)想，而包括上述三位工程師在內(nèi)，所有為這次壯舉傾注心血的人們已經(jīng)證明了一件事：人類(lèi)依靠純太陽(yáng)能飛機(jī)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)航時(shí)飛行是可行的。

當(dāng)然，至少在現(xiàn)階段，由于太陽(yáng)能的功率相對(duì)較低，要實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的商業(yè)飛行也許還是另一個(gè)故事。就像陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)飛行員之一貝特朗·皮卡爾所言：“你要明確商業(yè)航空和我們這樣的試驗(yàn)航空之間的區(qū)別，商業(yè)航空并不是那么追求創(chuàng)新，它們講究的是穩(wěn)妥和簡(jiǎn)化，而我們所做的一切都是立足于創(chuàng)新。”

那么，創(chuàng)新意味著什么？或者換個(gè)問(wèn)法，陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)究竟為何而來(lái)？也許在某個(gè)夜晚，當(dāng)你仰望天空，看到這架輕盈、沒(méi)有燃料的飛機(jī)從你頭上優(yōu)雅地掠過(guò)，腦中會(huì)浮現(xiàn)出一個(gè)還算不錯(cuò)的答案：其實(shí)我們都對(duì)更美好的世界懷有鄉(xiāng)愁。