新萊特兄弟：全球最大太陽能飛機展翅欲飛
當好萊塢的大導演們還在執於將科幻大師儒勒·凡爾納(Jules Verne)的小變成接二連三的票房奇跡時，另一些人正試圖把它變為現實。一個位於瑞士的團隊組建了名為陽光動力(Solar Impulse)的公司，他們耗時10年製造了一架有史以來最大的太陽能飛機，並希望在不借助任何化石燃料的情況下於2015年完成首次環球航行。這個由波特蘭·皮卡爾(Bertrand Piccard)和安德裏·波許博格(Andr Borschberg)發起的項目要向人們證明清潔技術在保護地球自然資源方面的巨大潛力。
批評者最初對此嗤之以鼻。他們認為，時至今日這依然是看似無法實現的目標——如今的太陽能技術尚無法支持如此長時間飛行所需的能耗，尤其是還要跨越漫長黑夜的限制。反對者甚至把陽光動力所做的事情比喻成希臘神話中“伊卡洛斯的悲劇”，即為了逃離迷宮，伊卡洛斯製造雙翼卻遭太陽溶化跌落喪生。
這對於波特蘭·皮卡爾和安德裏·波許博格而言根本算不上什麼。兩人此前的傳奇生涯見慣了各種質疑和謾。波特蘭家世顯赫，祖父輩曾飛天下海，在探險和科學方面頗有建樹。而他本人則是第一個駕駛熱氣球中途無降落環游世界的人。此外，波特蘭還是一位精神病學家、演家。安德裏則痴迷於航空飛行，他是數項特技飛行紀錄的保持者。令人意想不到的是，安德裏畢業於麻省理工學院(MIT)經營管理學專業，曾是麥肯錫(McKinsey)的諮詢顧問。他還創辦過多家互聯網和新材料領域的公司。
兩人的聯合看上去像是當初帶領人類進入飛行時代的萊特兄弟。波特蘭與安德裏分別作為陽光動力的主席和首席執行官分享這項事業的掌控權，就像他們輪流親自駕駛太陽能飛機航行一樣。在過去的幾年中，他們一起刷新了太陽能飛機夜間飛行、跨洲飛行以及其他多項世界紀錄。去年5月，兩人與另一位飛行員輪換駕駛他們製造的第一代太陽能飛機，實現了從加利福尼亞到紐約橫跨美國的歷史性飛行。
他們為該項目籌集了1.7億美元的資金，並組建了超過90人的工程師團隊來設計和製造飛機。此外，該項目還吸引了100多位外部專家以及80家全球頂尖公司的參與。這些公司來自航空、化工、電力、機械、製表等各行各業，包括索爾維(Solvay)、拜耳(Bayer)、SunPower、歐米茄(Omega)、ABB和施耐德(Schneider)，甚至是豐田(Toyota)和谷歌(Google)。
6月6日，新打造的陽光動力2號(Solar Impulse 2)在日出后不久於瑞士北部的Payerne空軍基地起飛，完成了2小時17分鐘的單人飛行並成功陸。這意味他們向明年的環球航行邁出了重要一步。這架新一代太陽能飛機採用碳纖維材質製成，翼展達到73米，比波音747飛機還要寬，重量卻只有2.3噸，僅相當於一輛豐田坦途轎車。整塊機翼都被1.7萬多塊光伏電板包裹，可為機上的四個電動馬達提供清潔能源。機載鋰電池重633千克，白天太陽能電池將會把電能充入到機載鋰電池中，為夜間飛行儲備電能，以此提供源源不斷的動力。雖然最高飛行時速只有141千米/小時，但搭載的電池可以讓其不間斷地連續飛行一周。
不過，仍有人懷疑波特蘭與安德裏能完成環球飛行。最大的困難可能來自中間一段跨越太平洋且無降落點的超長飛行。這意味將在不添加任何燃料的情況下，克服天氣變化，由一位飛行員駕駛，連續飛行5個晝夜。此前尚無任何一架非化石能源飛機做到過這一點。同時，為了實現能效的最大化，狹小的駕駛艙沒有增壓和加熱功能，而在1800米高空可能低至零下40度的氣溫對飛行員的忍耐力是極大挑戰。
“冒險必須進行下去。”陽光動力公司首席執行官安德裏·波許博格對《環球企業家》，有史以來一切偉大的成就都是野心和冒險的結果。
軌跡
安德裏和波特蘭無疑將作為飛行員親自參與明年的環球飛行。現年60歲的安德裏身高超過190厘米，看上去並不適合成為飛行員。但他早年就痴迷於航空飛行，曾接受瑞士空軍的飛行員訓練。“這是我在8到12歲時候所有的夢想。”安德裏，印象最為深刻的還是他第一次獨自飛行。他：“當你的飛行導師關上門對你，‘現在自己去飛吧’，他就離開了。這時候你感覺到的是一種極為複雜的心情，既興奮，又緊張，同時也有使命感和無助感。”那時，他剛15歲。
此后20年間，安德裏先后駕駛過毒液號(Venoms)、獵人號(Hunters)和老虎號(Tigers)等飛機。他現在持有各類飛機和直升機的專業飛行員駕照。空時，他會做些特技表演。至今，他還是5 項國際航空協會世界紀錄保持者，包括距離、對高度、高增益、沿航線自由距離和預聲明航點直線距離。
安德裏多年來一直在練習冥想和瑜伽，深入探索瑜伽的奧妙，這可以幫助他在執行長時間飛行任務時，提高抵抗疲勞和壓力的本領。不過，力學和熱力學工程師、麥肯錫諮詢師、投資人和企業家是安德裏后來的稱謂。他創辦過多家公司，包括與瑞士聯邦洛桑理工學院(EPFL)一個技術團隊共同創立的一家微處理器內存公司—創新之硅。安德裏對於社交領域積極主動。他是世界總裁協會(WPO)、首席執行官組織(CEO)等聲名在外的團體的會員。安德裏是特斯拉汽車(Tesla Motors)創始人馬斯克(Musk)的好友。
談到最重要的伙伴波特蘭時，安德裏：“我們兩個人看問題的方式非常不同，但又是非常互補，我們知道怎樣取長補短。”波特蘭是一位精神病學家，一般來他想問題的方式比較直觀；安德裏是工程師和企業家，相對更具戰略方面的眼光。“我們經常會互相出自己的想法，然后把二者放在一起進行比對。最終達成的成果不是他的也不是我的，而是我們兩個的結合。”
兩人相識於波特蘭此前熱衷的熱氣球探險。1999年，波特蘭正要進行人類第一次熱氣球的環球飛行。當時他需要將約4噸燃料加入到氣球中。由於燃料不足，波特蘭萌生了一個想法—能否使用可再生能源來實現這樣的環球飛行。他和瑞士洛桑聯邦理工大學取得了聯繫，之后便找到了安德裏。
1958 年出生的波特蘭，一直在三條平行的職業生涯上行進：醫生和精神病學家、對飛行激情滿懷的探險家，以及演家。為了加深對“內在世界”的理解，他選擇了醫學專業，而且完成了雙學位的學習：成人及兒童精神病學和心理治療學。他在歐洲和美國接受過相關訓練，希望有朝一日可以開展催眠方面的治療工作，后來兼任瑞士醫學催眠學會的老師和監督員。
從童年時起，他就對人類在極端環境下的行為非常迷，而且熱衷於探險。二十世紀七十年代，他曾是駕駛滑翔機和輕型飛機的先鋒人物，而且在 1985 年贏得了歐洲滑翔機特技飛行比賽的冠軍。作為激情四射的飛行員，他此后又取得了駕駛氣球、飛機、滑翔機和電動滑翔機的飛行員駕照。
作為氣球飛行員，波特蘭在 1992 年第一屆跨大西洋氣球比賽中運用催眠技巧，贏得了比賽。此后，他發起了“百年靈熱氣球”項目。1999年3月，他進行了第一次中途無降落駕駛氣球環游世界的飛行，他和英國人布萊恩·瓊斯(Brian Jones)進行的這次環球之旅成為航空史上時間和距離都是最長的一次飛行。
在倡導以人文價值為核心的冒險活動中，波特蘭慢慢變成了一位演家，深受大和各大公司的青睞。從 1992 年起，他曾在各大洲舉辦的數百場私人和公開活動中演講，成為人的焦點。他將人生比作駕駛氣球飛行，探究內在動機、冒險精神、溝通心理學，以及團隊合作、如何應對壓力和不可預知的事情等問題。
為了延續皮卡爾家族的傳統，將科學探索與保護環境結合起來，波特蘭提出了駕駛不耗燃料、不排污的太陽能飛機環游世界的想法，希望藉此激發人們在可再生能源領域的開拓精神。“21世紀人類的新冒險已不再是如何征服地球，而是如何與它融洽相處。”波特蘭。
協作
2003 年，波特蘭與安德裏合作，正式啟動了陽光動力號項目，開始研製創新性飛機。他們服資金伙伴支持這項挑戰，為項目歸納出前衛的理念，並勾勒出其象徵意義和政治前景。
但他們遇到的最初困難簡直就是一場噩夢。依照他們的想法，這架飛機不需要在地面儲備任何能源，而且要達到極高的能效。簡單，一方面它的翼展要足夠大，才能利用整合在機翼上的太陽能電池板收集更多的電能；但相反它的重量要足夠輕，這才能達到那種前所未有的能效。他們最初的計劃是尋找飛機製造商合作，但所有人給予他們的答案是一致的：“不可能製造出這樣的飛機”。
但兩人還是決定放手一搏。波特蘭服政府機構和組織以及多家跨國公司出資支持，並開始建立自己的工程師團隊。安德裏匯聚起 90 位頂尖專家，鼓勵他們加入進來。這些專家視角迥異，出身各不相同。“我們在各個層面尋求視角不同的專家，不同領域的觀點可以激發他們的創造力，給予他們強大的力量。正是這個匯聚經驗的寶庫激發了全新的原創方案。”
除了創意以外不能缺少的還有技術。兩人竭盡所能尋找具有能力的公司和業界合作，想辦法把這架飛機造出來。他們最終形成一個由80個公司組成的大家庭，你可能看不到它們的名字，但重點是它們集合在一起生的神奇效應。這80家公司中只有兩家是來自於飛行界。剩下70多家公司都來自各行各業，雖然看起來不太相關，但正是這樣一個多國、多行業的商業集合才讓他們的想法得以實現。
總部位於比利時的跨國化工集團索爾維是該項目的第一個參與者，主要提供製造“陽光動力”號所需要的高性能超輕聚合材料。該公司共計提供超過13項頂尖材料技術，包括最為重要的儲能電池和駕駛艙材料。項目最大的難關是如何將充足的能量保存在能量密度為 240 瓦時/千克(108 瓦時/磅)的鋰聚合物電池中。這些電池放在四個機動弔艙中，總重量為 400 千克(882 磅)，占整個飛機重量的四分之一。這種超越以往的超高能效比電池讓飛機實現可以連續晝夜飛行的目標—飛得越久，電池的儲能就越多。“這讓我們已經非常接近一個概念，就是永久飛行。”安德裏。
作為另一個主要合作伙伴，歐米茄集團不僅為該項目提供財政支持，更提供重要的專業技術協助。例如，由瑞士太空界傳奇人物克勞德·尼科裏埃爾(Claude Nicollier)設計的歐米茄儀表，能指示出飛行路徑和橫移，並且讓飛行員易於讀。儀表的顯示清晰可見，並在航空服的衣袖內，配備了振動報警裝置，確保飛行員能按儀表發出的關鍵訊息及時做出反應。
歐米茄還研發了一套有驚人重量功率比的輕量陸燈系統。每邊機翼安裝了一套LED陸燈，通過與其相連的鏡片增強亮度。機翼邊緣還安裝了一列強化燈光。這些燈光都受堅固的護窗保護，而護窗均以製造Swatch手錶的彈性塑料製成。陸燈與強化燈、護窗、電源變壓器、連接器及電線的總重量更少於兩公斤。
ABB和施耐德負責了該架飛機的電氣系統，而法國石油巨頭道達爾(Total)石油公司旗下的光伏製造商SunPower為其生了性能最為優良的太陽能電池板。1.7萬多塊單晶硅電池平鋪在機翼和水平穩定器上，每塊僅有 150 微米厚，它們都是根據輕重、彈性和轉化率(高達22%)挑選出來的。
這些公司的動力是，希望向自己的客戶展示和提供這種難以想象的能效。“它不僅僅是人類挑戰自我的過程，更重要的是這樣的技術能實現什麼樣的潛力？能為我們帶來什麼？如果真能實現50%節能降耗的話，那將是一個非常偉大的創意。”波特蘭。
這架飛機最終所呈現的正是前所未有的結構和空氣動力學的完美結合。巨大翼展如同大型噴氣式飛機，而重量卻輕如一輛小型轎車。碳纖維結構、推進鏈、飛行包和儀表設備，所有這一切都得到了重新考量和設計，從而達到了節約能源、抵抗高空惡劣條件對飛機材料和飛行員的傷害，以及將重量限制與牢固要求相結合的目的。
安德裏同時也是項目的機械工程師和飛行員，指導飛機的製造和飛行任務的准備工作。他三年前，在一次實驗過程中，機翼部分最重要的一根大梁破損了。這是花了他們一年時間設計、一年時間製造的，工藝非常複雜，成本非常高昂。這件事情對團隊打擊巨大。“那是最艱難的時刻，你會開始質疑自己，但你需要很快把信心重新塑造起來。”安德裏，他們很快把這種困難轉化成了機會，“我們不會把它看作是一個失敗就到此為止了。”
2010年7月7日，安德裏有史以來第一次駕駛陽光動力號飛機飛行了26個小時，這足以證明飛機可以只在太陽能的推動下進行晝夜飛行。此后，他們飛躍了比利時，抵達巴黎。2012年，他們應摩洛哥國王的邀請首次飛到了非洲。現在，他們已經突破了時間上的限制，這架飛機既可以飛行一天也可以飛行一周，甚至可以飛行一個月。
但也有命懸一的驚險時刻。2013年7月6日，陽光動力號降落在美國甘迺迪國際機場，這比預計時間提前了幾小時。因為在飛行途中左翼背面的織物出現了長達2.5米的破洞。安德裏當時正在駕駛這架飛機。當地面工作人員發現這個破洞的時候，波特蘭一直在一間屋子裏來回踱步。他通過無線電和安德裏保持通話，直到飛機安全陸。安德裏：“好在這個問題出現在原型機上，我們還有時間調整。”
他們要想盡辦法製造一架結構極其堅固、重量極其輕盈，最重要的是極其節約能源的飛機，這樣它才可以在能耗極低的情況下飛起來。但同時還要求它的材質強度與普通飛機一樣。這正是陽光動力號項目最複雜的地方，也是真正能夠檢驗其理念和宗旨純度的標準。
雖不是第一個太陽能飛機項目，但陽光動力號對稱得上是最野心勃勃的項目。他們下一個目標是在2015年完成環球飛行。這次航行將首先在北半球進行嘗試，從中東的海灣地區起航，沿途停留四到五座城市。他們一旦成功，將意味航空史上，第一次出現了一架沒有燃油，卻能環繞地球日夜飛行的私人飛機。這對潔凈客機的發展潛能有巨大的貢獻。
不過，安德裏和波特蘭並不急於生那種採用清潔能源的商用大型飛機，這不是他們的目的。白了，他們尚不需要考慮如何盈利，他們只想讓這架飛機成為一座解決能源問題的實驗室和展示平台。例如，這架飛機上採用最先進的隔熱材料，使熱的散髮降到最低，這樣才能使能效達到最高。而該飛機電池外殼的抗低溫技術現在已經用在製造最好的冰箱上。
“我們所做的就是整合當下最好的技術，來看看我們到底能否擺脫化石能源的枷鎖。”安德裏告訴《環球企業家》，他現在滿腦子都是明年環球飛行時第一次打開艙門時會是一種什麼樣的感覺。