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零化石燃料環繞地球一周,太陽能飛機“Solar Impulse”的挑戰

   2014-07-23 日經bp社26620
從化石燃料的制約中解放出來
貝特朗·皮卡爾(Bertrand Piccard)
探險家、精神科醫生。1958年3月1日出生在瑞士洛桑。從小開始便對“極限狀態下的人類行為”產生興趣,挑戰了多項探險。1970年代開始參與滑翔傘、超輕型飛機等運動項目,1985年贏得滑翔傘世界錦標賽冠軍。1999年第三次挑戰熱氣球不著陸環繞地球獲得成功。2003年開始與安德烈·博爾施貝格合作開展Solar Impulse項目。皮卡爾來自瑞士著名的探險家家族。祖父奧古斯特·皮卡爾是世界上第一位乘坐熱氣球到達平流層的探險家。父親の雅克·皮卡爾是一名海底探險家,曾駕駛自己參與開發的潛水艦,創造了潛入水底1萬916米的世界紀錄。

       那么,怎樣才能通過自己的方式,向社會發問呢?經過不斷思考,我得出的結論就是Solar Impulse項目。


       請設想一下。如果實現無需化石燃料即可環繞地球的飛機,世界應該會發生巨大的改變。我相信,這不僅會成為能源政策的重大轉折點,也會超越航空的范疇,為眾多產業帶來沖擊。

       項目的轉機出現在1999年。當時,我乘坐熱氣球挑戰不著陸環繞世界,創造了不到20天的世界最快紀錄。因為前面經歷了兩次失敗,創造紀錄時的欣喜之情真是無法用語言表達,但另一方面,通過這次熱氣球探險,在我的腦海之中,有一個問題一直揮之不去。那就是能源的制約。

       即使飛艇的燃料裝得再滿,我們也無法逃脫化石燃料的制約。只要燃料耗盡,就必須著陸。只要機體還依賴于化石燃料,這個問題就會永遠存在。

       那么,有沒有辦法從制約中解放出來呢?如果能夠做到這一點,探險就可以持續更久的時間。

       答案其實就在我們的身邊。

——答案是太陽能

皮卡爾:對。就在我乘坐熱氣球時一直眺望的上空。

       我很快想到了創意:不妨在白天飛行時積累太陽能,在夜晚慢慢釋放能源保持飛行。從理論上來說,這樣做可以不受化石燃料的制約,實現持續飛行。

——創意雖然簡單,聽上去似乎有些荒誕。

       最初周圍的反應差不多就是這樣。“理論上的確如此。但這樣的飛機真能制造出來嗎”。對于我的想法,多數人都付之一笑。

       但探險就是要挑戰人們覺得不可能的事物。有意思的是,通過堅持不懈地介紹自己的構想,終于有人產生了興趣。

       2003年,項目在位于瑞士洛桑的瑞士聯邦理工學院揭開了開發的序幕。


——在技術上具有相當高的難度吧?

       畢竟在那之前,沒有人想到過要讓太陽能飛機環繞地球。我們邀請眾多領域的工程師齊聚一堂,反復進行了技術研究。不出所料,最終得出的結論是“這會是個相當困難的項目”(笑)。

       利用現在的技術開發環繞地球的太陽能飛機有三個重點:(1)重量輕、(2)機體結實、(3)安全性,在開發的時候必須要對這三點精益求精,使其在高水平達到統一。

       太陽能飛機的機體配備了1.7萬個太陽能電池單元。電池單元吸收的太陽能用來驅動4個螺旋槳,剩余的電能儲存到供夜間飛行的電池中。目前配備的太陽能單元的數量為1.7萬個,在全天滿負荷利用太陽能發電的情況下,飛機可以輸出的平均功率約為8kW。要想利用這些電能盡可能延長飛行距離,就必須設計出能源損耗最低的機體,并且減輕其重量。

 
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