231.2010年：太阳能驱动飞机

　　伯特伦·皮卡尔（Bertram Piccard，1958—）

　　太阳能驱动的实验性飞机在法国布尔歇（Le Bourget）进行实验。

　　莱特兄弟的飞机（1903年），人力飞机（1977年），锂离子电池（1991年）

　　如果要设计一架完全靠太阳驱动的飞机会是怎样的情况？这架飞机必须满足两项要求：它必须能飞行24小时以上，即完整的一昼夜；以及它必须能携带两个人和他们的全部装备。这些要求就是太阳驱动飞机的技术规格—―这架飞机在2010年实现了26小时的飞行。由瑞士航空家伯伦特·皮卡尔发起并监管，由来自60个国家的超过50位专家组成的多学科团队开发了这架飞机。在项目中，伯伦特·皮卡尔与位于洛桑的瑞士联邦技术研究所（Swiss Federal Institute of Technology）并肩工作。

　　飞机设计面临的工程问题是，太阳所提供的能量不是恒定的，而且相对分散而不够集中。收集这样的能量要求特定的设备，这就意味着给飞机增加了重量，而重量是飞机的大敌。

　　太阳给我们的星球提供能量的功率大约是每平方米1千瓦。但这种功率在一天中只会持续6小时，飞机只能在一些特定角度上利用太阳能。轻薄的太阳能单元是工程师们为实现目标的最大努力。太阳能驱动单元只有135微米厚，能提供22%的能量效率。它们覆盖在整个机翼上，总面积大约200平方米。

　　总功率相当于4台10马力（7.5千瓦）的发动机。夜间，发动机如何工作呢？锂离子电池承担了部分存储功能。但这些电池太重以至于不能用它们存储一天中剩余18小时的全部电力。

　　要存储剩余的电力，工程师们利用势能解决。太阳照耀的时候，飞机上升到9150米的高度。夜晚，飞机像滑翔机一样下降到915米高度。这种存储能量的方式不需要给飞机增添额外的重量。

　　接下来的计划，是让这架飞机利用太阳能完成环球航行。对于巡航速度小于50英里/小时（80千米/小时）的飞机来说，这将是漫长的旅程。■ 工程学之书