瑞士“科学探险家”将驾太阳能飞机完成环游世界之旅

　　瑞士人伯特兰·皮卡德不愿意承认他的先辈们给他造成了压力。不过，诞生于一个探险世家，假如自己不混出点名堂来，还真是辱没了祖先的名头。虽然伯特兰·皮卡德的本职是一名心理医生，并且拥有著名的Solar Impulse公司，伯特兰·皮卡德还是更愿意被人称为“科学探险家”。

　　伯特兰的祖父——奥古斯特·皮卡德，瑞士物理学家，密封压力舱原理的发明者，1931年，驾驶热气球到达距离地面1。6万米的大气同温层，成为第一个到达这一高度的人类。

　　伯特兰的父亲——雅克·皮卡德，1960年乘坐潜水艇下潜到马里亚纳海沟海平面以下10916米的深处，并在那里停留了20分钟。这一纪录迄今为止无人打破。此外，他还是潜水探海艇的发明者。

　　“我的祖父和父亲的纪录都是无法打破的，一个飞得最高，一个潜得最深。”8月10日，当伯特兰出现在2008北京奥运会合作伙伴欧米茄的奥运展厅时，对记者表示，现在他要在另外一个领域打破纪录，那就是驾驶着“阳光动力”环游世界。

　　从热气球到太阳能飞机

　　伯特兰本人赖以成名的冒险活动发生在1999年3月1日，他生日这天，伯特兰和英国探险家布莱恩·琼斯乘坐“百年灵3号”热气球从阿尔卑斯山脚下出发。在19天21小时47分钟不间断的飞行后，降落在埃及。他们飞越了45755公里的长路，无论从时间和距离上都创下了新的世界纪录，而且他们唯一的动力是风能。

　　现在，伯特兰的下一个冒险计划，风能将为太阳能所代替。

　　在法国科幻小说家Jules Verne的一部小说里有这样一群人，他们希望利用可再生能源造出一架可以环球飞行的太阳能飞机，最终实现无油耗无污染的永久航行——这个情节使伯特兰激动不已，是他脑中进行依靠阳光动力飞行的原型。

　　现在，这位瑞士总裁的生活方式，将彻底成为由高科技和勇气主宰的探险活动。“阳光动力”是一架飞机，顾名思义，它的所有动力来自于太阳能，在这架飞机长达61米的翼展上，布满了太阳能电池板，这些电池板在白天的时候吸收太阳能，并转化成电能驱动飞机飞行；而多余的太阳能被存储在电池中，留待夜晚时释放出来，继续驱动飞机飞行。

　　人类的太阳能飞机制造史可以追溯到1986年的时候，当时太阳能被加载在轻型飞机上，开始作为一种补充能源，不过和“阳光动力”的区别在于，后者不在依靠其他能源，完全依赖太阳。

　　尽管人们已经有了很多成功利用太阳光能的事例，但是，要利用阳光能进行夜间飞行仍然是一件从未被实现的创举。与上世纪90年代及本世纪早期的诸多太阳能飞机比较起来，“阳光动力”能实现夜间飞行。这种无间断的飞行，首先考验的是太阳能的转换效率，在多大范围内能够将太阳能转化成电能呢？其次考验了飞机的重量，因为越重的飞机，虽然能够承载更多的电池板，但也必将消耗更多的驱动力，这是一对类似鱼和熊掌的关系。

　　阳光动力到底是一架怎样的飞机呢？它的飞行高度在8500米，时速70公里每小时。翼展相当于空中客车A340的长度。而通过太阳能给飞机带来的动力，峰值为30千瓦，这一动力仅仅相当于1903年莱特兄弟制造的人类首架飞机的功率大小，而后者的推进力来自汽油。

　　超越科学疆界的环游世界

　　伯特兰在2007年7月3日到6日召开的欧洲可持续能源论坛上，公布了自己新的冒险计划：2011年5月，他将驾驶太阳能飞机“太阳脉动号”（Solar Impulse），完成环游世界之旅。

　　作为一名职业探险家，他这次的合作伙伴是安德烈。

　　伯特兰本人是一位心理医生，而安德烈则是洛桑理工学院的教授。特别是安德烈，作为一名机械工程师，利用太阳能帮助伯特兰实现环球飞行梦想，是件美妙的事情。

　　这次太阳能环球飞行被一些人士拿来和当初NASA登月相提并论。与之前只是赞助一些计时设备不同，欧米茄这次参与了“阳光动力”的全部制造过程。“这架飞机是一个跨越材料科学，能源管理以及人机界面等领域的产物，这是对已知疆界的超越。”安德烈表示。

　　这话虽然听起来有点冠冕，不过安德烈自己介绍了其中的玄机。比如他与欧米茄的合作就涉及到一个技术原因。在阳光动力机翼下方的四个发动机舱中，各配备有一个发动机，以及70多个蓄电池组的聚合物锂电池和一个调节充放电及温度的控制系统。

　　这些都必须做得足够小，足够轻，而功率要足够大。已知的发动机生产商都无法生产出匹配标准的实物，最后安德烈找到了欧米茄，这家钟表生产商，结合其母公司Swatch集团制造Smart汽车的技术，开发了现在这款最大功率为10马力，转速200-400转/分钟，能在零下40度工作的动力系统。关键是这些设备都足够轻，保证“阳光动力”的机翼负荷小于每平方米8千克。

　　除此之外，技术难点还体现在降低飞机自重上，在宽阔的翼展上密布着12000块电池板。这些电池板的厚度仅为180微米。这层比头发丝还细的电池板，轻质的同时，在光能转换效率上也达到了20%以上，“宇航飞机的太阳能电池板要好过我们的产品，不过重量太大了，无法适应我们的需要。”安德烈表示。

　　虽然通过各种方式来降低重量，但还是远远不够。工程师们开始大幅削减飞机的其余部分，优化整个能量链条的功效。在整个飞机的1500公斤重量中，400公斤是电池。为了节省载荷，以便放下两位驾驶者，必须找到更轻的材料。

　　然而，“更轻”是如此艰难，“所有在测试过程中经得起碰撞而没有破碎的材料，却偏偏都有重量超标的可能性。”安德烈表示。最后，飞机的主架结构选择采用碳素纤维和蜂巢结构，以三明治的夹层法压制而成，在巨大的翼展下，保证了结构不发生变形。

　　与此同时，较之平时大家熟悉的飞机，“阳光动力”省去了一些种类的仪表盘，也免除了一般飞机的密封增压设备。总之，未来翱翔天空的“阳光动力”不仅是一个绿色版本，还是一个简化版本。

　　“最危险就是无所作为”

　　作为一名探险家，记者问伯特兰最危险的经历是什么？伯特兰表示，其实每一次探险都是建立在精密计算和反复测试的基础上的，因此，到底有多么“险”，这和先辈们在科技手段不发达情况下的所作所为已经大相径庭。

　　“不过，我觉得最危险的事情在于，我们固步自封，拘泥于现有的习惯。虽然探险本身会在身体和物理上带来挑战，不过最危险的就是无所作为。”伯特兰表示。

　　在1903年，莱特兄弟发明了人类的首架飞机，但是到林白驾驶单人飞机穿越大西洋，中间花去了24年时间；而又过去25年，让200人同时坐飞机穿越大西洋的飞行得以实现。谈到让“阳光动力”飞机实现商业化，安德烈对本报记者表示，“商业化前景很难。”

　　这架零燃料、零污染的飞机将在2009年5月实现首次试飞，试飞会完成36小时不间断的飞行。安德烈表示试飞是一个重要过程，飞机目前是边研发，边设计，边测试，很多技术虽然在计算机的模拟中是可行的，但在现实中到底怎样，谁也说不好。

　　“阳光动力”背后是一系列的商业支持，假如一切顺利的话，真正的环球飞行计划将在2011年开始进行。这次飞行从迪拜出发，一路向东到印度，飞越喜马拉雅山脉来到中国，再穿越太平洋到中北美地区，此后飞越太平洋，回到中东地区。整个行程基本上是围绕着“北回归线”进行的，时间为20天左右。

　　在这一线路的飞行中，难点自然是穿越两次大洋，因为这意味着飞机无法获得补给，也不能降落。仅有的五次降落中，伯特兰表示将会与那些商业赞助者好好谋划一下，假如有中国的赞助商，那么在中国做一站停留将是理所当然的事情。

　　整个“阳光动力”项目需要7000万美元的投资，欧米茄集团在内的企业已经赞助了其中的67%外，在赞助企业的名单中，也不乏苏威集团、德意志银行、丰田汽车、维氏瑞士军刀、瑞士能源集团等等。

　　“这个项目不仅仅是个欧洲的项目，而是一个全球的项目，”伯特兰对记者表示。他同时表示，希望大家不要认为这是一个飞机项目，而是一个太阳能项目。“阳光飞机”不是说飞机在商业化前景上有多么了不起的表现，它的目的在于告诉人们，原来太阳能可以做更多的事情，包括“环球飞行”。而此前，这是人们无法企及的梦想。