[驾驶一架不用燃油的飞机在天空翱翔，你曾经想象过么？年龄加起来已经超过100岁的两位瑞士人贝特朗-皮卡尔和安德烈-波许博格正在这么做]
驾驶一架不用燃油的飞机在天空翱翔，你曾经想象过么？
年龄加起来已经超过100岁的两位瑞士人贝特朗-皮卡尔和安德烈-波许博格正在这么做。
皮卡尔是神经学医生，也是一位航空飞行家，在此之前，他曾成功穿越大气平流层，并沉潜大洋海沟，之后又乘坐热气球环绕世界飞行，成为无中断环球飞行的第一人。
驾驶热气球环游地球的时候，皮卡尔烧掉了3.7吨的丙烷，如今，他的目标是在不借助任何化石燃料的情况下完成首次环球飞行，工具则是花费10年制造的一架太阳能飞机。
3月9日，“阳光动力2号”太阳能飞机从阿联酋首都阿布扎比出发，正式开启了人类历史上太阳能飞机的首次环球飞行，皮卡尔和波许博格将轮流驾驶这架单座驾驶舱太阳能飞机，飞跃阿拉伯海、印度、缅甸、中国以及太平洋，在总飞行时间超过25天的时间里飞行3.5万公里，历时长达五个月。
此前，阳光动力团队制造的飞机在2010年完全依靠太阳能飞行26小时，2012年夏天跨越了地中海，2013年夏天又横穿美国。皮卡尔和波许博格，正是“阳光动力”项目的联合创始人及总裁和首席执行官。
特殊构架支持昼夜飞行
太阳能飞机是指将太阳能转化为电能来提供动力飞行的飞行器。事实上，这并不是一个全新的概念，早在20世纪中期，世界上就已经开始了太阳能飞行器的研究，上世纪70年代，随着成本合理的太阳能电池出现，太阳能飞机应运而生，不过当时只有微型机型。
“阳光动力”飞机，则比以前的太阳能飞机大了不少，翼幅长达61米，比波音宽体客机747的翼展还要大。
之所以需要如此大的“翅膀”，是因为“阳光动力”的翼展上，铺设了1.7万片太阳能电池板，以便于飞机在白天飞行期间积聚并储存足够的太阳能。当电池完全充电的时候，储存的能量可以供飞机飞行10个小时，以应对阴天和黑夜。
以前的太阳能飞机有明显的弱势，那就是需要看“老天的脸色”，如果天气不好，起飞和降落的能量就很成问题。不过，“阳光动力号”利用电池板储存太阳能，解决了上述问题。
“这些电池板每块仅厚135微米，相当于人类的一根头发丝，即便如此，电池板还是很重，光是为了满足夜间飞行所必须配备的机载锂电池，就已重达633公斤，占整架飞机总重量的四分之一还多。”皮卡尔接受《第一财经日报》记者采访时曾透露，而机身和机翼则采用了极轻的碳纤维材料，使得整机的重量只有2300公斤，相当于一辆小轿车的重量,不到波音747飞机的百分之一，也是同体积飞机中最轻的重量。
据记者了解，从2007年6月开始，第一架“阳光动力”飞机就正式开始动工建造，由于对面积和重量的要求苛刻，飞机也就拥有了与普通飞机极为不同的整体构架：机翼下方设有4个发动机舱，各备一个发动机，一个配有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。此外，机翼上还设计了一层保温层，用来存储电池组散发的热量，以保证它们能在8500米的高空、零下40摄氏度的恶劣环境下可以继续工作。
虽然可以称得上是全球最大的太阳能飞机，但驾驶舱却小得可怜，只有3立方米多，与一个电话亭差不多大。因此，这架花了十多年研究设计、重金打造的太阳能飞机，只能坐一个飞行员。所以，此次环球旅行的两位飞行员，也只能你开一站、我开一站地轮流驾机飞行。
住得小也就算了，机舱里没暖气、没空调，甚至都不是封闭加压的，因为能量有限的太阳能飞机，必须想尽一切办法减负。因此，皮卡尔和波许博格每天要经历早晚和高低空的气温剧烈变化，由于飞得越高，空气越稀薄，还得戴上氧气面罩飞行。
众筹资金和技术
这样一架飞机造价高不高？据记者从“阳光动力”项目获得的权威数据，项目的总预算是1.5亿瑞士法郎（约合9.35亿人民币），包含了两架飞机（阳光动力1号和2号）的制作费用和其他间接成本，例如120人团队的薪酬等，这还没有包含飞机运行及合作方提供的技术建设成本。
十多年前，皮卡尔和波许博格曾邀请航空业的公司为他们设计、制造太阳能飞机，但遭到了多家企业的拒绝，认为这是不可能完成的。于是，两人决定自己组建设计、组建团队。
最终，他们为该项目筹集了1.7亿美元的资金，还吸引了80位技术合作伙伴及超过100位顾问和供应商，共同组成了技术支持团队。
值得注意的是，这些给予支持的公司中，只有两家是来自于航空飞行界，剩下的都来自化工、电力、机械、制表等行业，包括塑料和聚合物巨头索尔维（SOLVAY）、拜耳材料科技（BAYER）、迅达、欧米茄（OMEGA）、ABB，甚至是丰田（TOYOTA）、酩悦轩尼诗和谷歌（GOOGLE）。
比如，索尔维就主要提供了制造“阳光动力”飞机所需要的高性能超轻聚合材料，该公司共计提供了超过13项超轻材料和新技术，制造了6000余个部件，包括最为重要的储能电池和驾驶舱材料。
欧米茄除了提供财政支持及仪表技术协助（飞行员座位前的仪表就是由欧米茄设计制造的），还研发了一套轻量着陆灯系统，这些灯都有坚固的护窗保护，而护窗均由制造SWATCH手表的弹性塑料制成。
ABB负责飞机的电气系统，拜尔公司则提供了多种高科技材料，包括超轻的碳纳米管、聚氨酯绝缘材料等，使驾驶舱内的温度能保持在零下20摄氏度到40摄氏度之间。
皮卡尔对记者透露，“阳光动力”太阳能飞机项目没有一家中国合作方，但这个项目非常开放，也希望能找到中国合作伙伴。
商业运营路漫漫
不过，这样的一款太阳能飞机，要想投入商业运营，也并不是件容易的事。据记者了解，为了节约能量，飞机白天会攀升到8500米的高空，夜间则会在1500米的高度低空飞行，速度只有50至100千米/小时。
因此，飞机从安曼的马斯喀特飞抵印度城市艾哈迈达巴德，1500多公里的路程就用了14个小时的时间，而同样的时间普通商业客机已经可以从上海飞到12000公里外的美国纽约了。
与此同时，目前太阳能发电也仍面临储能技术的瓶颈，由于太阳能能量分散，要实现更多载客飞机持续、稳定的太阳能驱动，就要提高电池板转化效率和储能能力。
对于皮卡尔和波许博格来说，目前并没有考虑如何让项目实现盈利，他们想得更多的，是让这架飞机成为一座解决能源问题的实验室和展示平台。比如，飞机上采用的最先进的隔热材料，以及飞机电池外壳的抗低温技术，现在就已经用在制造高级冰箱上。
“我们所做的就是集成当下最好的技术，来看看我们到底能否摆脱化石能源的枷锁，以及展现可再生能源的重要性。”皮卡尔曾告诉记者，“如果今天不开始，那么永远都不会走入明天，我们希望通过太阳能飞机的环球飞行，来促进政府利用新技术取代旧的污染原料。”
除了阳光动力项目，在国内，南京航空航天大学航空宇航学院目前也在开展太阳能飞机的相关研究，更有专家预计，40多年后，在解决了太阳能吸收、大幅提高电池功效之后，能够承载300名乘客的大型太阳能飞机有望投入运营。
替代燃油的尝试
其实，想摆脱燃油依赖的并不只有皮卡尔和波许博格在行动，在过去几年中，多家航空公司都在尝试将生物燃料与常用的喷气燃料混合用作飞机的驱动燃料，而行动的背后，是航空业所面临的成本高企和需求疲软，以及对碳排放越来越严格的控制。目前，航空业的二氧化碳排放量已占全球人为二氧化碳总排放量的2%，并且每年仍在以3%的速度增加。
本月下旬，国泰航空就将营运首班获认证可持续生物混合燃料推动的商业航班，3月21日，由上海虹桥机场飞往香港的KA859航班，就将采用由石化航空燃料，以及完全由废弃食用油提炼而成的生物航空燃料，以1∶1分量制成的混合燃料推动，其二氧化碳排放量约可减少25公吨。
这一航班也将是在中国首次使用生物混合燃料的国际商业航班，而全球两大飞机制造商空客和波音，也都在与航空公司及石油石化企业合作，寻找可替代性燃油的各种试验。已经在进行可行性研究的，主要是液化气燃料和生物燃料。
早在几年前，一架空中客车飞机就以液化燃气为燃料，成功完成了从英国菲尔顿到法国图卢兹的历时3个小时的试验飞行，成为第一架用液化燃气进行飞行的民用飞机。空客方面指出，由燃气经过加工转化为液态燃料作为民用航空替代燃料在短期内可能是一种比较现实和可行的方法。
最近两年，空中客车公司还和维珍澳大利亚航空公司等合作伙伴共同进行了一项历时两年的研究，发现在澳大利亚广泛存在的小桉树（mallee）能够满足成为航空生物燃油可持续原料来源的一定条件，由其制成的生物燃油为商业航班提供动力具有可行性，排放水平将至少降低40%。而且小桉树能够在贫瘠的土地上茂盛生长，不直接与人类争夺水和食物。
在中国，中石油、中石化都参与到研制生产生物航煤的工作中，其中，中石化在杭州建了一条年产6万吨的生产线，中石油也有相应规模的规划，使用的原料麻风树，来自中石油的原料基地。波音也与中国商用飞机有限责任公司合作建立了中美航空生物燃料示范项目，将“地沟油”转化为驱动飞机的生物燃料。
不过，波音中国技术与研发副总裁伍东扬对记者坦陈，目前所使用的生物燃料，都因为成本太高无法大规模投入商业使用，需要靠不断开发新技术来降低成本，“而且出于安全性考虑，对新的生物燃油的标准认证至少需要2年甚至更长。预计未来2年，航空生物燃料的商业模式将确定，未来10年，航空生物燃料才有可能得到商业规模化使用。”