世界上最大的太陽能飛機“陽光動力”2號于北京時間3月31日凌晨抵達重慶江北國際機場，正式開啟中國之旅。飛機在短暫停留后將飛往南京，此后將在太平洋上空飛行五天五夜到達美國夏威夷，并繼續后續行程。
這一史無前例的環球之旅引發了全球各界人士的強烈關注，標志著可再生新能源在航空業發展史上又一個里程碑。業內人士預計，隨著未來航空領域低碳化的改革浪潮繼續推進，新能源飛機的應用前景將得到進一步拓展。
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3月31日，“陽光動力”2號被工作人員推到停機坪上充電，為下一航程做準備。 新華社發（莫曉健/攝） |
環球之旅飛抵中國
3月31日1時35分，從緬甸曼德勒起飛的全球最大太陽能飛機“陽光動力”2號，在歷經20小時29分航行1500公里后，順利降落在重慶江北國際機場。
飛行員伯特蘭·皮卡德在飛機降落后發表推特稱，“陽光動力”2號到達中國，證明了“我們可以用清潔能源創造奇跡”。
“陽光動力”2號是瑞士設計制造的一款能在不添加任何燃料、只利用太陽能作為能源的情況下晝夜飛行的零污染飛機。它以碳纖維為主材料，機翼長72米，重量僅為2.3噸，與一輛小型汽車相當。飛機最大飛行高度達8500米，最高時速140公里，平均速度為100多公里。飛機機翼中共裝載17248片高效太陽能電池，電池能量轉化率達22.7%，可為四臺無刷直流發電機提供動力，并能在白天給重達633千克的鋰電池充電，以滿足夜間飛行的能源需求。
此次從緬甸飛抵中國的航程是“陽光動力”2號首次環球飛行的第四程。當地時間3月9日早晨7時12分，“陽光動力”2號從阿聯酋首都阿布扎比起飛，在隨后數日已先后抵達阿曼首都馬斯喀特、印度艾哈邁達巴德和瓦拉納西，以及緬甸曼德勒。按此前公布的路線圖，“陽光動力”2號環球飛行總里程為3.5萬公里，共停留12個城市，下一站是中國南京，接著將飛往美國夏威夷、鳳凰城等地，橫穿美國后飛越大西洋，經停南歐和非洲，并最終返回起飛地阿布扎比。據最初預計，此行全程將歷時五個月。
據法新社報道，此次飛抵重慶的這段行程是“陽光動力”2號自開啟環球之旅以來最具挑戰的航程之一。云南省、四川省的山地地形為這段航程增加了不可預測性。飛行員需要在旅程一開始駕駛飛機做陡峭的爬升動作，并在只有3.8立方米的常溫無加熱駕駛艙里僅靠氧氣面罩進行高空作業，同時還要對抗驟降到零下20攝氏度的低溫。
此外，低空強風也是此段飛行的一大挑戰。“陽光動力”項目團隊表示，此次飛行全程854英里（1375公里），平均速度僅為每小時40多英里。由于風力強勁，機身輕盈的“陽光動力”2號幾度被風吹得倒飛，影響了飛行進程。
渡過了飛抵重慶的難關，接下來，“陽光動力”2號的飛行計劃還將繼續遭遇重重考驗。受重慶和南京近期的陰雨天氣影響，飛機無法立刻重新啟程，可能需要在重慶等待一周左右。此前，從曼德勒飛重慶的行程也是因此一再推遲，到達重慶前已在曼德勒停留了十天之久。此外，從中國至美國橫跨太平洋的飛行也將帶來巨大困難，這將是對飛行器整體設計的全面檢驗，也將是對飛行員體能和心理狀況的嚴酷挑戰。
推廣清潔能源技術
此次舉世矚目的“陽光動力”項目由瑞士精神病學醫生、探險家伯特蘭·皮卡德發起，并與聯合企業家、前瑞士空軍飛行員安德烈·博爾施伯格于2003年11月共同組建。兩人也是在本次環球航行中輪流執飛“陽光動力”2號的飛行員。整個“陽光動力”項目預算為9800萬美元，得到了德意志銀行、歐米茄公司、瑞士訊達集團、蘇威集團、歐洲航天局、達索飛機公司和國際航空運輸協會等的資金資助和技術支持，瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）是該項目指定的官方科學顧問。
該項目團隊最初設計研制的“陽光動力”號飛機于2009年12月正式完工，并于2010年4月7日首飛，此后陸續實現了晝夜飛行、跨國飛行和洲際飛行。2014年4月，“陽光動力”2號誕生。作為升級版，2號機更大、更重，負載太陽能電池的數量更多，飛行速度等性能也更優越。因此，項目團隊對此次飛行成果的抱負和期望也更高。
項目組織方表示，此次“陽光動力”2號環球航行旨在增強全世界對清潔能源技術的支持力度。除了飛行過程中完全依靠太陽能提供動力以外，飛行員們也將與降落地區的官方機構、學校舉行有關環保和可持續發展的一系列宣傳推廣活動。此前，皮卡德和博爾施伯格就在印度艾哈邁達巴德停留了4天進行參觀，并出席了由致力推動可再生和清潔能源發展的機構贊助的多場活動。
博爾施伯格此前表示，“陽光動力”項目的成功運行證明人類可以用更小的動力，來驅動更大的交通工具，從而達到最大限度節能的目的。它的成功為太陽能發展注入了一針強心劑，隨著科技不斷進步和完善，太陽能的普及將不再是夢想。
“陽光動力”2號抵達中國引起了不小轟動。“陽光動力”項目商業推廣主管格里高利介紹說，現在已有中國企業與他們取得聯系，希望進行商業贊助。未來，陽光動力項目如果建造3號飛機，應該會有中國企業參與其中。
皮卡德說，中國已經成為世界上風能和太陽能的第一大生產國。“如果你看到了中國政府在優化新能源利用率上的努力，你就不會對‘陽光動力’在中國受到如此關注而感到驚訝。”
對于未來的技術改進方向，“陽光動力”項目團隊設想，將著重解決光能吸收問題。因為只有大幅度提高電池功效，才可能使機上人數增加。根據團隊預計，40多年后，能承載300名乘客的全太陽能飛機有望正式投入運營。
新能源飛機研制競賽
“陽光動力”2號環球飛行計劃是近年來航空業新能源革命的一項最新成果。繼新能源在汽車行業的發展受到廣泛關注后，全球多個國家的航空企業開始加入研制新能源飛機的熱潮。專家指出，作為地球上耗能和排污最大的領域之一，在航空交通領域推進新能源的利用有著巨大的應用前景。
近年來，隨著全球氣候變暖和環境污染加重，對航空業低碳發展的呼聲越來越高。國際航空運輸協會2009年向聯合國氣候變化大會提交建議書，承諾從2009至2020年，航空業年均燃油效率提高1.5%，碳排放量在2020年達到峰值不再增長，并到2050年降至2005年的一半。在此背景下，發展航空領域新能源的熱情不斷高漲。
太陽能是航空業最受歡迎的可再生新能源。除瑞士外，目前德國、英國、美國等許多國家都已研制出具有自主知識產權的太陽能飛機。中國的“墨子號”太陽能飛機近日也通過方案評審，首架樣機將于年底舉行試飛，并有望實現全天不間斷飛行。專家表示，太陽能因其普遍性和巨大性而成為最具商業投資價值的新能源，未來太陽能飛機的應用前景將十分廣闊。
除太陽能外，氫燃料對航空飛行來說也是理想的清潔能源，因為它燃燒后的產物只有水。目前，美國波音公司研制的氫電池動力輕型載人飛機和氫動力無人飛機已成功完成數次試飛，預計今后將主要用于軍事偵察和災害監測。中國國內首款以氫燃料電池為能源的飛機“雷鳥”也已成功試飛，在我國新能源飛行器研制領域具有開拓性的歷史意義。
另外，生物能源飛機也是新能源航空領域一顆冉冉升起的新星。奧地利鉆石飛機公司開發的世界上首架完全利用海藻作為驅動燃料的客機，首次證明了生物燃料技術可以獨立為飛機航行提供能量。英國維京大西洋航空、新西蘭航空、美國大陸航空、日本航空等航空公司均利用生物燃料與傳統化石燃油的混合燃油成功完成客機試飛。近日，加注中石化1號生物航空煤油的海南航空HU7604航班成功完成載客試驗飛行，使我國成為繼美、法、芬蘭之后第四個擁有該項自主研發技術并成功商業化的國家。
對于未來航空業新能源的發展前景，業內人士給予了高度評價。有分析指出，清潔技術與可再生能源將是未來的發展方向，在各國大力倡導發展通用航空和應用清潔環保能源的政策指引下，對新能源飛機的研發具有較高的社會效益和廣闊的應用前景，未來新能源飛機有望在軍事偵察、民用通信、航拍航測、環境監測、安保巡查等許多重要領域發揮作用。
技術性難題與市場化挑戰
盡管新能源飛機的研發如火如荼，但從整體看，新能源航空業的發展尚處于起步階段，未來新能源飛機的改良和普及仍面臨許多技術性難題和市場化挑戰。
首先，新能源飛機面臨的最大難題是能源的有效使用和管理。可再生新能源的開采先天受到自然環境的限制，且普遍存在儲存技術不足、能量轉換效率低下的問題，進而限制了飛機的飛行條件和續航能力。以“陽光動力”2號為例，由于飛機靠太陽能發動，天氣狀況不佳可能影響電池能量儲備。而且，飛機上使用的單晶硅電池是目前世界上技術最為成熟的太陽能電池，轉換效率最高為23%，但這個數字比航空發動機熱效率要低得多。另外，有研究表明，氫電池目前也僅能為小型飛機飛行提供動力，大概20年后才可能用于大型商用客機。
其次，新能源飛機的投入成本高、運營難度大。除可再生能源高昂的開采成本外，新能源飛機的制造和維護費用也高于普通客機。比如“陽光動力”2號所采用的碳纖維材料正是因為成本較高而尚未得到廣泛應用。
另據專家介紹，“陽光動力”2號因為機身輕而受風的影響大，為避開航班尾流和旋翼下洗流的影響，需保證上方700米、下方400米沒有飛機飛行，并且由于起降時飛行速度較慢而需要避開其他正常航班起降，因此對空管和機場保障方面也提出了很高要求。
此外，在飛行性能方面，目前新能源飛機還遠比不上傳統飛機。由于新能源飛機首先需保障節能，因此飛行速度并不高。“陽光動力”2號的最高時速為140公里，與普通汽車相當，而普通客機的飛行時速高達800公里至1000公里。另一方面，動能不足也限制了新能源飛機的載客量，這也是為什么當前新能源飛機多為無人機或只能容納數人的原因。
總的來看，新能源飛機的加速研發無疑將成為未來航空業能源革命的主要趨勢之一。但短期而言，航空業仍無法擺脫對化石能源的依賴，航空燃料替代的前景還非常遙遠。加之許多重大技術問題有待攻關，新能源飛機投入大規模應用和市場化運營尚需時日，新能源航空業的發展道路還很漫長。
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我國首次生物航油商業飛行順利完成
記者 錢春弦/北京報道
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