一个精神病医生的太阳能环球飞行梦_自然和谐

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精神病医生的太阳能环球飞行梦

2011 年5 月，探险家伯特兰·皮卡德将驾驶太阳能飞机“阳光动力号”，完成环游世界之旅。今年秋天，“阳光动力”首架样机将试飞。两年前，伯特兰完成了人类历史上首次无间断的热气球环球飞行。谈到{zx1}的太阳动力飞行计划，伯特兰告诉《外滩画报》：“{zd0}的问题是，在夜间，当太阳消失了，我们如何飞行？”

　　50 岁的瑞士精神病学专家伯特兰·皮卡德（Bertrand Piccard）喜欢冒险。因为完成了人类历史上首次无间断的热气球环球飞行，瑞士为他的壮举发行了一套邮票；英国女王伊丽莎白二世将其邀为白金汉宫的座上客；而在美国国家航空航天博物馆里，伯特兰·皮卡德的热气球载人舱，则与载人首次登月的太空飞船阿波罗11 号摆放在一起。

　　“这好像就是我的宿命。”伯特兰·皮卡德的{zx1}计划是：2011 年5 月，他将驾驶太阳能飞机“阳光动力号”（SolarImpulse），完成环游世界之旅。届时，太阳将为这架飞机的起飞、航行和着陆提供{wy}动力。

“太阳能飞机的翼展，将比A380还要大”

　　“太阳能飞机？我知道这听起来像一个悖论。”伯特兰·皮卡德说：“它意味着一架飞机仅仅依靠太阳，就能起飞、在天空翱翔、降落，这简直是挑衅以前所有的传统理论——世上哪有空中的发动机？”

　　不过，对法国科幻小说家儒勒·凡尔纳的曾孙让·凡尔纳来说，太阳能飞机不是什么新鲜事。早在100 多年前，他的曾祖儒勒·凡尔纳就在自己的一部小说里，描绘过这样一群人：他们要制造一架可以环球飞行的太阳能飞机，以实现xx无污染的飞行。

　　伯特兰·皮卡德和他的搭档——伯特兰洛桑理工学院教授、机械工程师安德烈·保施伯格承认，凡尔纳小说里的飞机就是他们制造“太阳动力号”的原型。听闻此事，让·凡尔纳很高兴，并主动要求成为伯特兰赞助委员会成员之一。为了完成这个需耗资1.3 亿瑞郎的项目，从一开始，伯特兰·皮卡德他们就决定成立这个委员会，寻求赞助。所幸，他们并不缺支持者，包括欧米茄集团、苏威集团、德意志银行等众多大亨都慨然解囊，捐赠科研资金。此外，人类首次登上月球的美国宇航员巴兹·奥尔德林、法国航空摄影大师阿蒂斯·贝特朗都加入了该委员会。

　　“{zd0}的问题是在夜间，当太阳消失了，我们如何飞行？”伯特兰·皮卡德说。2003 年，伯特兰和安德烈牵头组建了一个50 人的科研团队。“他们是来自5 个国家的科学家”。

　　“xx依靠太阳提供动力只有两个方法，一是时刻不停地以超音速追赶上太阳，二是在白天的飞行过程中，多保存太阳的能量。”伯特兰和安德烈在公共场合正式谈起“阳光动力”时，都习惯穿一套深蓝色的制服，上面印着一架太阳能飞机，那架飞机看起来像一只巨大的蜻蜓。

　　安德烈喜欢把这架太阳能飞机和空客A380 做比较。“阳光动力号的机翼要比A380 的机翼大很多”，他笑着指出：“这是因为机翼上覆盖满了电池，飞机将在日间接收太阳能，夜里靠白天存入电池的太阳能量继续飞行。”由于飞机xx依靠表面覆盖的太阳能电池板提供动力，为了实行{zd0}化收集太阳能，这架飞机只能扩大机翼的尺度，从而实现最小化飞行阻力与{zd0}化太阳能电池板表面积的xx结合。

　　整架飞机采用碳纤维作为制造材料，这也让飞机变得很轻，自重仅为1.5吨（注：一架普通的波音737 自重约为30 吨）。“长达80 米的机翼，将覆盖满250 平方米的太阳能光电板。”为了{zd0}化储存太阳能，飞机还在机身底部装上了太阳能电池以便接受反射的阳光。即便如此，全部太阳能电板工作起来也只能点亮一棵缀有200 个30 瓦灯泡的圣诞树。为了增加能量储备，科学家们在机身上安装了一个重达450 公斤的锂电池，每公斤电池大约可储存200 瓦小时的电量。这能确保即使在夜间，飞机也可以保持飞行。

　　“机舱很狭窄，目前只能坐一个人”，身为教授的安德烈也是一位资深飞行员。他与伯特兰约定，将轮流驾驶这架飞机环游世界。计划线路是从欧洲出发，在中东着陆后，穿越好望角，到达中国南部，再飞越太平洋回到美国加州，{zh1}经纽约和巴黎回国，每飞行4 到5 天就着陆一次。

　　“如果有{yt}能够提高电池的效率，我们就考虑把飞机改造成可载两人。”伯特兰的梦想是，这架太阳能飞机最终可以像热气球一样，实现xx不着陆飞行。

“我的祖父与爱因斯坦是好朋友”

　　伯特兰·皮卡德出生于一个声名显赫的探险世家。他告诉记者，“我的祖父与爱因斯坦是好朋友。”

　　奥古斯特·皮卡德——伯特兰的祖父是一位物理学家，密封压力舱原理的发明者。1931 年，他驾驶热气球到达距离地面1.6 万米的大气同温层，成为人类{sg}到达这一高度者。《丁丁历险记》里的卡尔库鲁斯教授，就是以他为原型塑造的。

　　伯特兰的父亲雅克·皮卡德发明了深海潜水艇，并于1960 年乘“的里雅斯特号”到达海洋的最深处——10915米的马里亚纳海沟的“挑战者深渊”。在那里，他发现有生物和海流存在。

　　“探险是科学家们最喜欢的一种运动。”伯特兰·皮卡德这样解释家族里的男人为何如此迷恋探险。“我不仅秉承了父辈冒险的传统，也遗传了母亲做医生的基因。”伯特兰·皮卡德不仅在国际探险界闻名，同时也是一位出色的医生，因为他觉得“探求人的内心与探求自然一样令人着迷。”

　　“当我有一个向上飞得{zg}的祖父、向下潜得最深的父亲，我还能做些什么呢？那是很难超越的。幸运的是，还有地平线。”皮卡尔经常这么对外界说。

　　2006 年，伯特兰·皮卡德选择了无间断热气球环球飞行。自1981年以来，全世界已有近20 名探险家企图征服这一领域。当时，与伯特兰·皮卡德一起起飞的，还有同样热衷探险的维珍航空创始人理查德·布兰森、美国亿万富翁史蒂夫·福斯特。

　　那次飞行异常艰难：在史蒂夫·福斯特的热气球跌入大海被美国海岸警卫队捞起来后，理查德·布兰森的热气球飞行也宣告失败。热气球本身并没有动力系统，飞行速度xx取决于风，而它本身所能携带的燃料也是有限的。“当你所依赖的只有风，而在某一个时刻，风向不再能够送你到正确的地方，或是风力减弱到不足以让你前进，怎么办？”当时，很多人都认为，仅仅靠热气球无间断地环游世界是一个妄想。

　　事实是，在那次的热气球飞行中，伯特兰·皮卡德和他的伙伴碰到了一个又一个难题：不期而遇的雷暴、时不时与外界隔绝的通讯、随时燃烧殆尽的燃料。伯特兰本人是名精神病学专家，这一点帮了他的大忙，“最困难的时候，我靠催眠使自己情绪稳定、获得暂时的休息。”

　　还有一点不可忽视，伯特兰·皮卡德一直牢牢坚守飞行原则，“我们要做的就是不断改变热气球的高度。”在大气的不同高度伯特兰·皮卡德( 左) 和他的搭档安德烈·保施伯格层，有不同的风向和风速。有时候，仅仅上升几米，就会有明显的风向变化。“所谓冒险就是打破惯常思维。”

　　多年前，伯特兰·皮卡德的祖父奥古斯特·皮卡德也碰到过同样的难题。当他计划上升到大气同温层，想亲眼看看地球曲线的时候，没有人相信他会活着回来，以至于当年没有一家保险公司肯为他的那次飞行提供保险。但奥古斯特·皮卡德依靠自己发明的密封压力舱，最终打破了这一高空禁锢，并成为看到地球曲线的{dy}人。

　　如今，又轮到伯特兰·皮卡德创造新纪录了：“很多人都认为，太阳能飞机是一个停留在纸上的绿色概念。”

　　的确，目前的“阳光动力号”飞机的飞行高度只能达到1.2 万米，平均时速仅为80 公里；这些技术数据比1903 年莱特兄弟驾驶升空的{dy}架飞机先进不了多少。但伯特兰·皮卡德认为：“21 世纪的航空探险，将不仅仅是单纯追求高度与速度。它将是{dy}架实现无燃料消耗和零排放的载人飞机。”换言之，“这次冒险不是单纯的征服性质，而是在为人类寻找另一个突破—如果一直依赖燃料的飞机都可以转换为绿色的、零温室气体排放的飞行器，那我们在环境保护上又有什么是不可以克服的？”

　　正因为此，在欧洲，有许多机构将伯特兰·皮卡德的“阳光动力号”计划，看成与人类登月一样重大的探索。欧盟已经将这一项目接受为“欧盟子项目”，国际航空运输协会也已成为“阳光动力号”的战略合作伙伴。

　　“如今，没有飞机的世界无法想象；未来，对环境负荷小但功能强大的飞机，正有待于我们发明。”伯特兰·皮卡德说。

对话伯特兰·皮卡德“太阳能是一个隐喻”

B=《外滩画报》

P= 伯特兰·皮卡德（Bertrand Piccard）

　　B: 驾驶“阳光动力号”环游世界，这个主意你是怎么想出来的？

　　P: 我是在和布赖恩·琼斯驾驶“百年灵轨道器3 号”热气球成功环游世界后，做出这个设想的。那次成功的环球旅行，给世人极大鼓舞。我觉得应该把这种鼓舞继续下去，鼓舞人们迎接21世纪的新挑战：如何确保经济发展和自然生态保持和谐的状态？

　　在我看来，我们运用新技术，除了能探索新能源利用的可能性，同时还能提醒人们必须珍惜现在的资源。

　　B: 这个项目的意义是什么？

　　P: 主要为了向世人展示和推广再生能源，未来，我们可以利用再生能源，但我们需要一个象征性的东西，“阳光动力号”就是{zh0}的大使。

　　B:“阳光动力”飞机有没有比较大的技术局限？

　　P: 麻烦出在电池上。现在这些电池的储备能力还很有限，这在很大程度上影响了飞机的运载能力。如果我们能加大电池的储备能力，飞机就能多载一个人了。
　　B:“ 阳光动力”飞机有坠落的可能性吗？换句话说，飞行有危险吗？

　　P: 如果在夜间飞行，在没有见到第二天早晨的阳光前，危险都是存在的。但是，我们这一代人的飞行危险从来都是无法xx的，不是吗？即便是传统飞机也有危险。

　　我觉得人类{zd0}的危险不是登上“阳光动力”飞机，而是继续毫无节制地消耗这个星球的资源。

　　B: 你的项目里有个专业术语，叫做“太阳电池的输出”，你能给大家解释一下其的含义吗？

　　P: 其原理是：当太阳的光子照射到光伏发电设备上——通常是硅晶片——就会有电子产生。硅晶片就像细胞一样，可以把光转化成电。科学家们已经解决了将太阳能电池板生成的电流储存几个月之久的难题，这一技术确保飞机能获得持续而稳定的电流供应。太阳电池可以贮备与输出，这为我们的阳光动力计划变成现实提供了基础。

　　B: 为什么太阳动力飞机不能进行一次不停留的世界环游呢？

　　P: 这是很困难的。就算我们在技术上可以做到{yj}飞行，人类身体本身也存在极限。现在的阳光动力飞机，舱位很狭小，只能容纳一个飞行员。一个飞行员不能忍受独自驾驶飞行四五天。做一次不停留的世界环游，至少需要两个飞行员才有可能。要知道在传统航空史上，{dy}次无停留的世界环游是在{dy}架飞机出现60 年后才实现的。目前我们的计划是分段飞行。

　　B: 在你环游世界后，我们能够期待哪些新的科技得到提高？

　　P: 这一先锋项目将对太阳能技术的发展起到什么作用，目前还难以预测。其中一个难题是怎样将非常薄的太阳能电池与机翼弯曲的表面粘合在一起？这种柔软的电池，在工业上应该很有利用价值。

　　B: 在你看来，太阳能会不会有{yt}全面取代石油？

　　P: 光靠太阳能一项是无法取代石油的。未来能源提供应该是多样化的：太阳能、风能、水电能、潮汐能、地热等等。

　　B: 你有没有设想过这样的场景：不久的将来，人们在日常生活中都去乘坐太阳动力飞机？换句话说，太阳动力飞机会不会取代传统飞机？

　　P: 很难预测。我只知道，现在，科技的力量只能让一个人乘坐太阳动力飞机，一次飞行时间是24 小时，飞机的机翼也只有60-80 米。

美国设计未来超音速飞机:可以大幅降低音爆(图)
2010年07月01日

这款圆滑、绿色的飞机就是由洛克希德-马丁公司所设计的“超音速绿色飞机”。模拟实验显示，“超音速绿色飞机”不仅能够飞得更远，燃油利用效率更高，而且可以大幅降低音爆所产生的影响。

据国外媒体报道，作为美国宇航局探索和展望2035年航空飞行研究计划的一部分，美国洛克希德-马丁公司近期设计出了一款“超音速绿色飞机”。这款飞机设计方案可以应用于未来超音速喷气式飞机的研制。该方案的关键性创新就是采用了倒“V”字型引擎，这种引擎可以大大降低音爆所产生的影响。

对于协和式超音速飞机来说，困扰它们的{zd0}问题之一就是当速度达到1马赫时，就会出现音爆现象。所谓的音爆就是当物体速度达到音速时，声波会相互干扰和影响，从而产生音爆。在速度大约达到每小时761英里(约合每小时1225公里)时，冲击波相互挤压会产生爆炸声。在极端的环境下，音爆发生后并持续达60秒钟，就足以震碎地面的窗户玻璃，这还看飞机当时的高度。

倒“V”字型引擎的工作原理有点类似赛车上的导流板，用于改善气流和减小音爆。协和式超音速飞机为了达到如此高的速度，必须要携带大量的燃油，同时还会喷出一氧化二氮。尽管洛克希德-马丁公司没有透露这款“超音速绿色飞机”的具体工作原理，但是模拟实验显示，飞行中音爆所带来的影响已明显降低，而且飞机可以飞得更远，燃油利用效率更高。

洛克希德-马丁公司设计这款飞机就是为了探索航空飞行的未来。该公司此前所设计的另一款未来派超音速飞机采用了携带有先进热管理系统的可变周期引擎等技术，用于解决超音速飞行中的高温问题。

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