阳光动力号挑战技术极限

阳光动力号的驾驶舱在风洞中，2013年。这架太阳能飞机推动了多项科技的发展，不仅仅是在航空学中 Fred Merz/Rezo/SolarImpulse/Polaris

阳光动力号不是未来的飞机机型，也并非为此而生。如同它的名字一样，这一承载着皮卡尔和波许博格几许冒险精神的载体，实际上也为科学和技术输送了无限动力。它所带来的成果，并不一定是人们事先就能想到的。

翼展相当于一架波音747，而重量只相当于一辆小轿车；不过其功率也就相当于一辆轻便摩托车：脆弱的阳光动力号(英)外部链接，只有在天气和煦时才能起飞，其最高时速也只有90公里。而它的哥哥姐姐们，以快于它10倍的速度，每年运送着50多亿乘客。对必须赢利的航空公司来说，他们不会将机组人员塞到太阳能飞机里，尽管如今的飞机每秒钟就要烧掉11’500升煤油。

2003年，当皮卡尔(Bertrand Piccard)在介绍该项目、解释其初衷时，他说：“我们的目标是发送一个强烈的信号：我们如今已有能力发挥先锋精神、倡导可更新能源”，如今，他不改初衷。

挑战极限

可提到革新和科技，就不得不提到高等院校。瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL，英、法)外部链接，自太阳能飞机项目之初，就与之展开了紧密的合作。“这样的项目会刺激研究的发展，让人类发明出至今尚不存在、挑战极限的东西，”该大学的Pascal Vuilliomenet说：“这创造了一个让各院系、各实验室的老师、助教、学生们共同工作的机会。这也会吸引更多的新生源，比如有的学生，他从来不知道，自己还会对材料工程学感兴趣。而在这里，我们可以用具体的案例对材料工程学进行讲解”。

为了造出阳光动力号，对材质的要求可谓苛刻。飞机必须同时满足轻巧、笔直、稳定等条件。在洛桑联邦理工学院附近，就有2家在粘接材料上世界领先的公司。Nord TPT用碳纤维和树脂混合物完成了基本材质，Decision SA完成了飞机结构。“我们的2个实验室都在为飞机材质的优化而工作，”Vuilliomenet说：“就像在厨房里，要在一定的温度下、用一定的时间、在一定的压力下烹饪。最后，与一般产品相比，阳光动力号的结构更轻、更坚固。而这两家公司也可以将研发的科技用于建造船舰或卫星”。

最大功效

利用太阳能环游世界

除了皮卡尔和波许博格(André Borschberg)之外，已经有瑞士人利用太阳能完成了环游世界的旅行：这就是Planet Solar船队(英、法、德)外部链接。他们不是在空中，而是在水系里完成了这一壮举。2010年9月27日-2012年5月4日，这艘艇航行6万多公里，完成了这一行程。在此之后，该艇用于科技平台，并成为宣传新能源的得力工具。

“阳光动力号的一个重要不同就是，它的任何一部分都是实验室里生产出来的，每个零部件都耗时耗财。而Planet Solar太阳能艇的所有零部件都是精心挑选的现成组件，我们希望借此证明，市场已经能够提供先进且经济实惠的产品了，”PlanetSolar的联合创始人、负责人Pascal Goulpié说。

这两个项目相得益彰。“我们都是为了推动可更新能源的发展，我们的船也并非未来的模型，”Goulpié说：“世界上的许多地方，都适合发展太阳能。对我来说，未来将由多种能源供给构成：太阳、风，可能还会采用一种化石燃料”。

尽管飞机双翼上安装的17’248块太阳能电池并不具备技术革新性，但它们的重量一定要轻而又轻。因此，一种由比利时Solvay公司最新研发的非常轻的合成材料，取代了一般太阳能电池的玻璃表面。该技术也可以用于其他领域，Solvay就在此基础上开发了新的电池组件，在同样节约重量的情况下，将储电量自2%提高到10%。

太阳能飞机所提出的挑战还在于，在能量有限的情况下，尽可能有效地利用、使用能源。纳沙泰尔的Etel公司与洛桑联邦理工学院合作研发，将从电池到发动机之间的能源流高度优化，这样96%的能源都可以直接传导到给发动机。Pascal Vuilliomenet说，这也创了一项纪录。

当然，付出这么多努力，电动马达的功率也只是提高了几个百分点，但是“如果没有这个项目，那么我们既没有时间、也没有资源，去取得这些进步，”Vuilliomenet说，“尽管它很小，但我们还是从中得到了许多新知识，今后还是可以用于航空业，应用范围或许很广”。迅达电梯公司就研发了一种太阳能电梯，其能源管理技术就是直接从阳光动力号上得来的。

“监视”飞行员

在驾驶舱里，特别值得注意的是驾驶员的状态，在长途飞行时，驾驶员要没日没夜地保持清醒，只有在设定好的时间内，才可以最多睡上20分钟。“传感器用于测量呼吸、心跳、脑活动；摄像头则用于监控眼睛及下巴肌肉的活动”，洛桑联邦理工学院的发言人Emmanuel Barraud说：“为此我们研发了一台计算机，很轻，耗电很少”。

“如果飞行员在眨眼，那么可能是阳光太晒或者眼睛发干。但如果他的下巴松弛、心脏跳动变慢，那么他一定是睡着了。警报马上会响起来。这种技术还可以用于汽车，”Emmanuel Barraud说。

“当然，我们在开车时并不会带上一个插满电极的头盔，但除了司机打瞌睡时会闭眼以外，我们还是了解到了许多更有趣的东西。

(转译：宋婷)