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天空中的位置


只要太阳照耀,阳光动力二号就能慢慢创造历史


作者:Burl Burlingame


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早在阳光动力号诞生之前,莱特兄弟在上个世纪90年代早期就创造了历史。 (AFP)

早在阳光动力号诞生之前,莱特兄弟在上个世纪90年代早期就创造了历史。

(AFP)

飞机的升空乃是一次科技的伟大胜利,是人类数个世纪的梦想与几十年辛勤努力的结果。今天,阳光动力号(Solar Impulse)则利用最新的技术,来驾驭一种最基本的能源形式。

归根结底,飞行的能力取决于设计、重量与动力的微秒平衡。若这三者无法达到和谐,那么就会让地心引力占了上风。鸟类是种构造精巧的生物,它们的新陈代谢率如此之高,以至于能够摆脱地心引力,利用风力随意翱翔,上千万年的演化塑造了它们的设计结构。

一旦人们理解了这些原则,把人类送入空中就只需几年的时间。飞机飞行的物理原理自航空史之初就从未曾改变过-你只须在设计可控性、整体重量与易得能源之间找到合适的平衡点。

飞行动力

无论是莱特兄弟的飞行器、骆驼式舰载战斗机(Sopwith Camel)、P-51野马式战斗机(P-51 Mustang)、格罗斯特流星战斗机(Gloster Meteor)、米格-29战斗机(MiG-29),还是波音747客机,飞机机身的体积越大、重量越重,起飞所需的动力就越大。

需要在短跑道上起飞吗?增加动力。需要高速飞行吗?增加动力。需要让数吨重的飞行器像蜂鸟一样盘旋吗?增加动力。需要完全脱离地球进入外太空吗?增加更多的动力。

通过化学与机械手段创造出大量动力的可能性,正是开启天空之门的关键,而引擎设计一直就与航空技术的发展齐头并进。但要让引擎产生出所需的动力,就得消耗某些物质。

这些物质就是燃料。鸟类也一样,把它们吃进的高热量食物转化为高能量动力。鸟类的这一转化过程会产生废料-你一定在大大小小的雕像上见到过!不管机械引擎的设计有多高效,它们也会产生废料。所有的引擎都会生成热能与废气。即使是生产飞机燃料的石化工艺,也有糟糕甚至常常是有毒的副产品。

在使用航空燃料时要记得两件事:一是携带数量有限,也就是说它只够你飞行多少距离、多长时间;二是引擎消耗燃料时,飞机的重量会发生变化,从而改变飞行性能的微妙平衡。这一直都是飞机设计中的一个常量。

阳光动力号的制造负责人Martin Meyer在夏威夷为阳光动力2号(Si2)准备飞行测试。 (Burl Burlingame)

阳光动力号的制造负责人Martin Meyer在夏威夷为阳光动力2号(Si2)准备飞行测试。

(Burl Burlingame)

驾驭阳光

不过,还有另一种能源,源源不断从天空落下,就是太阳的辐射光。上世纪60年代,美国航空项目发明了将阳光转化为可存储电力的机电方式,这一工艺在此后的几十年中得到不断的改善。

2003年,瑞士飞行先锋贝特朗·皮卡尔(Bertrand Piccard)与安德烈・博尔施伯格(André Borschberg)创办了阳光动力项目。他们所驾驶的阳光动力号,是史上首架着陆时的重量与起飞时完全一样的飞机。

阳光动力二号(Si2)已在夏威夷度过冬季,等待着夏日昼长晴朗天气的到来,好继续它的环球之旅。在完成史上独驾飞行的最长纪录-日本至夏威夷一段,博尔施伯格在空中连续飞行近118小时-之后,飞机的电池过热,需要更换。

阳光动力二号目前正在夏威夷卡雷罗亚机场进行试飞,将会在4、5月踏上飞回欧洲的征途。这架形似蜻蜓的飞机体积巨大,机翼翼展达到72米,而它的重量却仅相当于一辆厢式货车,这要归功于先进的材料设计。

在回忆起飞机制造商们曾断言,这样一架飞机不可能造出时,博尔施伯格指出:“它证明要真正做到创新和取得技术性突破,就必须要有正确的思维方式和正确的能源水准。”

“对我而言,这显然意味着要找出一个不同的方式。阳光动力号并非只是一种革命性技术;它还是许多解决方案的结合体,是我们的工程师、专家与合作伙伴所有努力的结晶,是他们使我们得以将不可能变为可能!”

“但千万别以为这有多容易,你必须做好面对各种挫折的准备。而当你认识到障碍、困难也可能成为机遇,你就会以不同的方式看待这个世界,进入未知领域也不会让你那么害怕。”

打破纪录

自从第一架飞机振翅飞翔,几乎每一次航行都会打破纪录。阳光动力二号仍在延续这一传统,而项目组成员都明白这项遗产。

“这给我们的肩上增添了压力!”皮卡尔表示:“因为我们的目标不仅是要打破纪录,而更重要的,是证明现代清洁科技能使不可能成为可能,比如不使用一滴燃油,仅靠太阳能环绕地球作昼夜飞行。探索不再是征服新的疆域,因为地球与月球都已经被征服,而是要探索新的途径,来提高地球上的生活质量。”

曾在佛罗里达度过童年的皮卡尔,还记得亲眼见过几艘阿波罗号火箭的升空。

“这给我留下的印象是,只要你做好准备、面对未知世界,那么在梦想与现实之间、想像与实现之间是不存在边界的。就是在那时,我决定成为一名探索者。”

然而即使全速前进,阳光动力二号的飞行速度也比不上从容开过高速公路的家用轿车。飞得这么慢,不会让他们抓狂吗?

“恰恰相反!”博尔施伯格笑着说道:“我在开始驾驶阳光动力号时,学会了与时间建立另一种关系。它所涉及的并非是以多快的速度赶到目的地,而是我们该怎样飞行,利用大自然来推动这架飞机。阳光动力号是首架,也是惟一一架拥有无限耐久力的飞机。它可以不停歇地连续飞行数日、数周甚至数月,是一个新的典范!”

去年7月,当阳光动力二号在经历了近五天的连续飞行,终于抵达夏威夷时,博尔施伯格仍对驾驶这架飞机兴致昂扬,整个夜间他在海岛上空徐徐盘旋,等待在黎明时分降落机场。伴着抚过飞机机翼的清晨第一缕阳光,阳光动力二号才在他的操纵下缓缓着陆。

注:Burl Burlingame是珍珠港太平洋航空博物馆的历史学家


(翻译:小雷)

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