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公司 2016-7-26 08:43

载人太阳能环球飞行首获成功,全靠 2 个疯子 14 年的坚持不懈

驾驶飞机,围着地球飞一圈,却不用一滴燃料。这个“天方夜谭”终于在今天变成了现实!

landing

当地时间 2016 年 7 月 26 日凌晨 4 点,飞行员  Bertrand Piccard 驾驶着阳光动力 2 号(Solar Impulse 2)降落在阿联酋首都阿布扎比,完成了人类历史上首次没有使用一滴化石燃料、完全依靠太阳能的载人环球飞行。

用实践证明——传统能源可以做到的事,太阳能同样可以。

在场的地勤人员都在欢呼雀跃,远在摩纳哥的地勤总部也已是一片沸腾。尽管这时飞机还在滑行中, Piccard 的飞行员搭档 André Borschberg,一直跟随着飞机,紧紧地握着 Piccard 的手。

shake hands

远在美国的联合国秘书长潘基文也通过 Twitter 祝贺他们:

twitter solar impulse

你们的旅程也许就要结束了,但是驶向可持续发展的旅程才刚刚开始,你们正在帮助我们飞向未来。

first journey of SI2

他们 2015 年 3 月 9 日起飞,行程跨越 4 个大洲,总计 17 段飞行;累计里程 43041 公里,共飞行约 558 小时,总计约在天上待了 23 天,共使用太阳能 11655 千瓦时。

让人不禁想起了经典科幻小说《80 天环游地球》中的情节。

map

但你也许不知道的是,为了这历时一年多的飞行,背后是两个疯子,靠着一腔热血,从零开始构建起的一个推动人类新能源发展的工程,他们最终用了 14 年的艰辛才换来成功。

所以他们是怎么完成这项伟大计划的呢?

1 个疯狂的点子,14 年,换来 1.7 亿投资

让我们先来介绍一下实现这一“创举”的两个疯子——瑞士人 André Borschberg 和 Bertrand Piccard 。

他们既是这架飞机的飞行员,也是计划背后的“阳光动力”公司的创始人。Borschberg 任这家公司的 CEO,Piccard 是董事长。

“坐着太阳能飞机环绕地球”——这个伟大的计划源于 Piccard 脑袋里的一个设想。

piccard

Piccard 祖孙三代都是冒险家。其祖父是人类第一个上升到恒温层,看到球体状地球的人;他的父亲则致力于保护海洋,曾潜下马里亚纳海沟,是当时人类有史以来下潜最深的人。

1999 年,作为冒险家的他完成了人类历史上首次不间断热气球环球飞行,整个旅程烧掉了约 3.7 吨丙烷。感到悔恨的 Piccard 暗暗告诉自己,一定要再环球一周,但将不用一滴化石燃料。

之后,Piccard 走遍瑞士和美国寻找太阳能飞行方案,但屡屡碰壁。直到 2002 年,瑞士洛桑联邦理工学院开始调查其方案可行性,并将项目委托给 André Borschberg。

header solar impulse pilots

Borschberg 是麻省理工学院的工程学高材生,做过风险投资,做过职业经理人。他不光是一名连续创业者,还曾是战斗机飞行员。

回忆和 Piccard 的相遇,他说:

那一刻,我知道我的梦想就要成真了,我终于可以把我的创业经历、对飞行和科技创新的热爱结合起来。

但是,没有技术,没有资金,而背后又是一脸嘲讽的航空业,他们需要从零做起。

solar_impulse_story_milestone_feasibility

2002 年 11 月,他们用 PPT 和一腔热血向世界宣布了这个疯狂的想法。

当时并未有人理睬他们,直到 2004 年,几家关心环保的科技公司:Solvay、Omega、Semper、Altran 才开始与其建立合作伙伴关系,希望借这个机会为自己的企业进行宣传。技术、资金、人才终于开始涌进年轻的阳光动力公司。

随着核心团队组建完成,他们开始了实验的第一步。

solar impulse 1

  • 2009 年 9 月 26 日,阳光动力 1 号发布;
  • 2010 年进行了第一次夜航;
  • 2011 受欧盟委员会之邀飞往布鲁塞尔,并前往巴黎参加航展;
  • 2012 年跨越地中海,到达摩洛哥;
  • 2013 年 5600 公里横穿美国。

随之而来的是更多的参与者。Bayer、Google、ABB 等公司的加入,直接催生出了“阳光动力 2 号”,成为其前辈的继任者。

到 2015 年,这家公司已总共与超过 60 家公司建立合作关系,共募得资金 1.7 亿美元。

但有意思的是,十几年来,这兄弟俩竟没有从中拿过一笔工资。

solar impulse in paris

而且不止这两个人,就连他们所创建的公司也并不以营利作为目的。 Piccard 在公司的宣言中写道:

我们希望阳光动力可以为世界的可再生能源发展做出贡献,让人们意识到清洁能源科技对可持续发展的作用。我们要动员每个人的热情,减少对化石燃料的依赖,增加对新能源的信心。

全球最顶尖太阳能航天器,靠的却是“东拼西凑”

阳光动力并不是世界上第一款太阳能飞行器,类似的实验从 1978 年就已经出现了,但这确实是世界上第一个能做到昼夜持续飞行的太阳能飞机。

为了做到这一点,工程师们要从 3 个角度考虑问题:重量、功率、供能。

Solar Impulse Clean Technologies to Fly Around the World

为了减轻重量,机身与座舱采用碳纤维和蜂窝状聚氨酯泡沫叠加的复合材料。同时,为了增强飞机应对极端天气的能力,工程师们还使用一种高分子膜(一种树脂材料)保护电池板和关键部件,同时用碳纤维材料在机翼下架设了许多横梁。

solar impulse material

最终的结果是,这架飞机大小堪比波音 747 客机,重量却与一辆家用轿车相仿。

极轻的机身还带来了其他方面的优势:其电池容量比上一代多出 1/3。此外,其能量转化效率仅比标准的热力发动机低约 3%,是太阳能航空的巅峰。

发动机性能方面,阳光动力 2 号共装有 4 个发动机。它们加起来平均功率有 11 千瓦,相当于一辆小摩托车,而其最高功率可达约 51 千瓦。这样的发动机性能可以使阳光动力 2 号基本保持一辆汽车的速度(36 km/h – 140 km/h)。

motor of solar impulse

供能则是最关键的问题。这架飞机装有 17248 块太阳能电池板,不只能为发动机直接供能,还能为其装载的 600 公斤锂电池充电。飞行员必须确保 4 组电池在每天入夜前处于 100% 满电状态,以保证夜间飞行。

Abu Dhabi, UAE: After the succesful unloading of Solar Impulse to from the cargo, today the Plane is being reassembled in order to get ready for the test flights. The attempt to make the first round-the-world solar-powered flight is scheduled to start in March 2015 from Abu Dhabi. Solar Impulse will fly, in order, over the Arabian Sea, India, Myanmar, China, the Pacific Ocean, the United States, the Atlantic Ocean and Southern Europe or Northern Africa before closing the loop by returning to the departure point. Landings will be made every few days to change pilots and organize public events for governments, schools and universities.

为了保证效率最大化,阳光动力 2 号每天都需要经历一个爬升与下降的周期。

每天 10 点左右,发动机全速运转将飞机推上约 9000 米的高空,让电池板最大限度地接收阳光。6 点左右,再让飞机下降至 1500 米,在这个高度,发动机所需电量最小。

在上下跃动中,它飞出了心跳一般的美丽轨迹。

但是这种设定需要驾驶员每天都挑战身体的极限。由于驾驶舱不能调节气压与温度,他们相当于每天要爬一次珠穆朗玛峰。

weather and solar impulse

这么复杂的工程,完全在两兄弟的能力之外,也并非能通过招募工程师轻易解决。为了造出梦想中的飞机,他们最终选择了借助外力。

根据其官网,在这项环球飞行中出过力的企业多达 48 家。

其中,Solvay 公司负责了飞机的电池、发动机和电池板上的高分子保护材料,并与 Covestro 以及 Decision 合作,共同提供机身材料的解决方案。Omega 提供了 LED 灯,以及智能电力调度系统。

他们的电池板来自 SunPower 公司,食物来自雀巢,Bayer 提供了高分子防雾玻璃,Google 负责整个计划的宣传……

solar_impulse_story_milestone_accross_america

Piccard 在一篇博客上解释到:

我们不需要赞助商,只寻找合作伙伴。赞助商只在乎自己企业的曝光度和经济上的回报,合作伙伴则是整个团队的一份子,他们会参与进来,推进整个冒险。他们所带来的不只是钱,还有技术。

所以,这个项目实质上变成了由 Piccard 和 Borschberg 牵头,靠从各合作公司拿资源拼凑起来的“百家饭”。各大企业则把这看做一个重塑公司企业形象的机会,争相把巨大的 Logo 贴在机身上,并跟随整个团队在世界各地做演讲。

logo on the plane

这对阳光动力和众多合作公司来说,是个多赢的方案。

云上的日子

由于机舱仅 3.8 立方米,只能容纳一人,飞行员要独自在机上度过漫长的时光,并与地勤保持联系。

地勤团队的大部分成员要随机周游世界,但有 9 人在摩纳哥统筹全局,监控如卫星通讯、飞机及驾驶员状态、云量、风、气象状况等。他们的信息直接影响飞行员的决策。

pilots and team

你可能会疑惑,Piccard 和 Borschberg 每天的吃喝拉撒睡都是怎么完成的呢?

先说睡眠。由于飞机不支持全自动驾驶,他们不能长时间睡眠,对飞机放任不管。因此,他们每天会睡 6 到 8 个长约 20 分钟的觉。

蜷缩在狭小的空间里,想活动一下都变得异常困难,唯一能做的是把椅子放平,做做拉伸运动。

pilot is eating

在吃的方面,有来自雀巢的速热方便食品,只需要加入少许水,食物就可以自动加热。

当然了,在机舱内长达几天,必须要解决如厕问题。对此,工程师 Brain 绞尽脑汁,最后想出把排泄物装回空矿泉水瓶的方法。

除了这些生活必须外,天上的生活是枯燥乏味的,他们最多只能写写博客,用 GoPro 拍拍视频。

selfie on the plane

天上的枯燥与陆地上热闹的庆祝形成鲜明对比,每次降落,迎接二人的是盛大的庆祝、鲜花和掌声。

2015 年 3 月 29 日,Piccard 飞抵重庆。Piccard 一直希望阳光动力 2 号可以去中国,因为这个国家的空气污染问题已经非常严重。最终,在一位中国朋友的帮助下,阳光动力 2 号在中国停留的计划得到了政府的认可。

in chongqing follow me

一下飞机, Piccard 就受到长枪短炮的包围。

gif in china

约 1 个月后,Piccard 沿着长江一路向东,到达南京。

SI2 fly away

本次旅程中最传奇的经历要数名古屋到夏威夷的 5 天 5 夜。Borschberg 的这次长达 117 小时的飞行创造了人类的历史。

take off gif

Borschberg 说,飞越太平洋给了他很多新的思考。他想到了几千年前波利尼西亚人的航海,他们不用借助任何科技,只需要和自然相交流,风云、潮水和星象会告诉他们方向。

当我靠近夏威夷时,第一声无线电波打破了 4 天来的寂静,虽然我还看不见岛,但是我知道它不远了,这就像古人在靠近岛屿时看到第一只鸟一样兴奋。

我们现在太过于依赖科技了,失去了那些千百年来与自然沟通的技巧。现在我们要让科技为人类创造更大价值,并与自然和谐相处。

solar impulse adventure

由于在这次行程中出现了电池过热的情况,Borschberg 决定中止飞行,解决技术问题。这一停, 就到了 10 个月后的 2016 年春季。“毕竟这不是和时间赛跑,而是为了向世界证明这件事是可行的”,Borschberg 说。

而他们在这段时间也没有闲着。两个飞行员参加了在巴黎举办的气候变化大会,为各国首脑带来了清洁能源应用最鲜活的实例。

两个疯子的执念,乘着太阳,飞向未来

从夏威夷出发后,阳光动力 2 号一路顺风顺水,他们飞跃了金门大桥,掠过自由女神像头顶,横跨大西洋、地中海,又飞过金字塔群。

fly over bay area

flight over new york

在距离阿布扎比还剩最后一程时,有人问 Borschberg:环球飞行之后你要去做什么?

Borschberg 表示,这是一个他不愿去想的问题。相比之下,他似乎更愿意谈这次环球飞行对人类未来的意义。对此,他提出了两点:

  1. 航天航空领域会更关注电力科技,考虑到电力发动机的能量损失更少,我们可以期待在未来看到 NASA 和空中客车开始研制电力驱动技术。
  2. 阳光动力 2 号证明阳光可以为飞行提供不间断的持久动力。不久之后我们可能会看到在平流层不间断工作的无人机。

SI2 in Chongqing airport

在谈到阳光动力 2 号未来的命运时,他表示,其设计寿命还有约 1300 小时,这架传奇的飞机会被用来测试更多太阳能技术,并用来研制太阳能无人机。

对于太阳能航空的未来,Piccard 也发表了自己的看法。他认为,尽管现在还没有掌握类似技术,但是他对太阳能飞机未来投身商用领域表示乐观。

同时,他也看好电力驱动航天器的未来,并预言十年后,电力驱动的飞机将会被应用在民航领域。

brother being together

尽管 Piccard 和 Borschberg 都不知道清楚未来要去做什么。但有一点可以确定,他们的冒险不会终结。

在阳光动力 2 号上,长期保存着一面旗帜,这是“探险家俱乐部(Explorers Club)”的旗帜。自 1904 年创办以来,这个组织吸纳各种冒险家,是宣传环保理念与可持续发展的重要力量。

20120524_crossingfrontiers_flightpayerne-madrid_JeanREvillard. HB-SIA, pilote par andre Borschberg a effectue un vol entre payerne et Madrid a destination du Maroc.

充满冒险精神的 Piccard 祖孙三代自然都是会员,Borschberg 也在 2013 年由于阳光动力 1 号的冒险成为了会员。

这面旗帜至今的存世量也只有 202 面,南北极、亚马逊丛林、世界最高的山峰和最深的峡谷都曾出现它的身影。但这面充满历史感的旗帜放在阳光动力 2 号的机舱中并不显得突兀,反倒是象征着一种愈发稀缺的冒险者精神。

ture hero

如果你正走在一条开创未来的路上,充满挫折,更不被理解,请你为自己鼓掌。因为——“这个世界需要你,需要如这两个疯子一样的伟大开拓者。”

题图来自:This Wonderful World

消息、图片来自:Solar Impulse

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