伯兰特（左） 与安德列·博尔施伯格（右）
2008年11月18日，作为阳光动力公司（Solar Impulse，以下简称“阳光动力”）的机构合作伙伴，国际航空运输协会（IATA，以下简称“国际航协”）在北京召开研讨会，向中国全面介绍阳光动力号太阳能飞机项目。
阳光动力首席执行官安德烈·博尔施伯格（André Borschberg）说：“公司正在制造第一架飞机原型，希望靠太阳能以驱动昼夜飞行。第一次的试验飞行将会在2009年初进行，在2011年我们将会进行环球飞行，并经停五地，国际航协将会帮助我们实现这一梦想，包括协助我们取得空中交通管制许可等。”随后他对记者表示，他们已经接到来自中国官方的邀请，各方面准备工作做好后，中国将成为首个经停的国家。
当飞行与冒险的梦想照进现实
和英国大文豪笛福笔下的《鲁宾逊漂流记》同名，瑞士也有一部由著名作家韦斯写就的《瑞士鲁宾逊漂流记》，这本书因为鲁宾逊一家的冒险经历和勇敢精神而享誉世界。而在若干年后的今天，一个瑞士人团体所体现出的冒险精神和先锋事例也达到了同样的轰动效果——瑞士飞行员伯特兰·皮卡尔将代表他的团队驾驶一辆太阳能动力飞机环绕地球，所有的动力均由太阳能提供。
伯特兰·皮卡尔，神经学医生、航空飞行家，第一个乘热气球实现无中断环绕世界飞行。伯特兰1958年出生于瑞士洛桑的一个集探险家和科学家于一体的家庭。他的祖父是第一位深入同温层的探险家，并发明了深海潜水器。伯特兰的父亲就是用这种深海潜水器潜入到海洋的最深处。伯特兰似乎注定要使20世纪这个伟大的家族冒险事业再次发扬光大，他是20世纪70年代滑翔飞行与卫星飞机飞行的开拓者之一，更于1985年荣获欧洲滑翔机特级飞行冠军。随后，他在取得了热气球驾驶员的资格以后，与维姆·菲尔斯特莱腾（Wim Verstraeter）一起赢得了首次跨越大西洋气球比赛（克莱斯勒挑战），随后开始了百年灵轨道飞行器”热气球项目。他与同伴英国人布赖恩·琼斯经过3次努力后，终于成功地实现了第一次不停顿环球热气球飞行，不论是飞行时间还是飞行距离都创造了航空历史上的最新纪录，同时这次环球飞行被认为是20世纪最后一次伟大冒险。此后伯特兰·皮卡尔被授予奥林匹克勋章与法国青年与体育运动部金质奖章，还获得国际航空联合会、美国国家地理学会、探险家俱乐部与欧洲和美国的众多航空、科学与体育运动会的最高殊荣。
伯特兰根据自己的飞行冒险经历著有两本书，其中一本《20天环游世界》（此为美国版，英国版名为《最伟大的冒险》 ）被译为9种文字，并成为法国罗贝尔·拉封出版公司和德国马立克出版公司的畅销书，这使得伯特兰成为“le savanturier”（这个词是指将家族传承的科学背景与自身进行人类伟大冒险探索的愿望相结合的人士）。
目前，伯特兰与安德烈·博尔施伯格共同启动了阳光动力项目，他们有一个相同的目标，那就是用这个项目探寻包括太阳能利用在内的高科技在人类的可持续发展中所起到的关键性作用。
伯特兰决定创办这家未来主义企业，立意就是想以一架太阳能为动力的飞机环游世界各地。洛桑联邦理工大学作为这一项目的科学顾问，将有机会迎接一场需要付出巨大努力才有望取得成功的革命性的技术挑战。这一使用太阳能作为唯一动力的飞行将再次展现动力飞行的历史新篇章。也正是凭借多年积累的，熟练的探险与飞行技术，他对自己和同伴的阳光动力项目充满信心。
让阳光与信心成为动力
阳光动力项目的核心是一架动力完全取自太阳能的飞机。伯特兰和同伴们将这架飞机称为太阳能飞行器。尽管目前人类利用太阳能作为动力的飞行器已经不是梦想（1974年4月29日美国飞行员拉里·莫罗驾驶着自己制造的一架轻巧的太阳能飞机太阳高升号在12米的高度上飞行1分钟，这次飞行实现了人类多年来试图用太阳能作为载人飞机动力的理想），但持续飞行一昼夜即使对于使用传统航空燃油的飞机来讲，在各种技术要求上也是非常严格的，遑论一架太阳能动力飞机，而且是由一个飞行员单独完成飞机的昼夜驾驶工作。
1999年热气球飞行成功后，伯特兰就产生了太阳能飞机环球飞行的想法，并迅速形成实现这一想法的完整计划。2003年在洛桑的联邦理工大学进行的相关可行性研究的结果让这一想法更趋近现实。一个流线型的巨大飞行器展现在世人面前：翼展80米，上层铺满太阳能单晶硅电池板，重量尽可能轻——飞机连同内容物总共2吨。飞行器的工作原理非常简单：白天，太阳能被转化为电能，用于驱动螺旋桨发动机、给电池充电和使飞机爬升到9000米的高空，总之，就是储存尽可能多的能量。而在晚上，电池驱动发动机，飞机缓慢下降，尽可能利用其优良的空气动力性能继续飞行。第二天太阳升起时，这一周期开始重复。
已经开始启动制造的第一架样机将于2008年在瑞士的杜本多夫面世，这架将完成环球使命的太阳能飞机的翼展为61米，比最初设计时的尺寸稍小，但具备最初设计和试验飞行时所需的所有基本特性。除了较高的飞行高度和长时间飞行所需要的设备，该样机用于验证所选功能、飞行特性和能源管理成效。机身重1500公斤。为了能够确保这架庞大却又轻盈的飞机能够最充分地吸收阳光、聚集能量，所以飞机的平均航速为70公里/小时。
贝特兰告诉本报记者，第二架飞行器长达80米的机翼上将铺设吸收太阳能光率为24%的单晶硅太阳能电池板，尽管飞机机身只有1500公斤重，可每平方米的光伏电池在24个小时内可持续向螺旋桨推动器提供的能量只有28瓦，相当于一个电灯泡的功率，所以能源问题是关系整个项目成败的关键所在。在地球表面，太阳辐射最强的时候每平方米可以接收到相当于1000瓦或者1.3马力的光能。按照24个小时平均，每平方米分摊的太阳能仅有250瓦。而目前这架飞机，如果按照现有表面积200平方米的光伏电池板及整个驱动系统12%的能效来计算，其引擎最高功率只有8马力或6千瓦。勉强相当于莱特兄弟于1903年发明的第一架机械飞机的功率水平。而功率和蓄电池的能力问题成为阳光动力项目必须要解决的最大瓶颈问题。项目组精心选出了1.2万块厚度仅为180微米的单晶硅光伏电池板，这样可以将重量尽可能降到最低并保证吸收效率。但即使这样，光是为满足夜间飞行所必须配备的蓄电池组（能量密度为200wh/kg)就已经重达400公斤，占整架飞机总重量的1/4还多。因此，只有大幅度提高电池的功率才能使这架飞机加载第二名飞行员、减小翼幅并提高飞行速度。
此架飞机配备的电脑系统能对指导航行的大量技术参数进行收集并处理。它向飞行员提供各种重要的飞行数据，给地面工作人员传输大量宝贵的信息。最关键的是，它还能根据飞机在飞行中的特殊配置及电池充放电的状态进行调整优化，从而向发动机提供最佳功效。这样一来，飞机就能够实现空中的自我调控功能，从而最大程度地降低能源消耗。
飞机的机翼下方设有4个发动机舱，各备一个发动机，其中一个配有70多个蓄电池组的聚合物锂电池和1个调解充放电及温度的控制系统。另外，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℃的恶劣环境中继续工作。每个发动机的最大功率为10马力，并安装有一台变速器，将直径为3.5米的双轮叶式螺旋推动器的转速控制在200~400转之间。
制造一架翼长达近百米、起飞重量仅有1500公斤的飞机，怎样保证在高空复杂的自然状况中保持牢固性和轻巧性以及空中操作性，这在航空界到目前为止几乎是一个无人涉足的真空区。阳光动力号主架结构使用的是碳素纤维和蜂巢复合材料，以三明治式夹层法压制合成。其机翼下表面包裹着一层弹性薄膜，上表面则是由封装太阳能电池板组成的覆盖层。120条碳纤维的翼肋按50厘米的间距均匀分布，勾勒出上下两层表面的轮廓，使之融为一体，形成优美的流线型。
放飞全人类的梦想
当更多的人从现实角度对这个近乎有些疯狂的计划质疑的时候，阳光动力却凝聚了更多人的关注和参与。不得不承认，阳光动力现有的合作伙伴有着长远的眼光，以及勇于探索未来的伟大精神。从人类发展之初，这种精神就曾经像阳光一样支持人类走出蛮荒、奔向文明。但今天，对于传统能源的严重依赖却使更多人远离了这种人类固有的伟大精神。而阳光动力团队更好地秉承了这种人类的伟大精神，他们认为需要在该项目上体现基本的和振奋人心的价值观：探索、创新、技术、创业精英、激情、团队精神、梦想和情感。正如阳光动力的创始者，他们希望提供这样的新技术，促进可再生能源的发展和利用，实现人类的可持续发展。阳光动力目前3个主要的合作伙伴包括：苏威（Solvay）、欧米茄（Omega）和德意志银行（Deutsche Bank）。本报将继续跟踪全球首架飞机环球飞行的最新进展。
《科学时报》 (2008-12-1 B1 新能源周刊)
