未来飞行不用油？

　　驾驶一架不用燃油的飞机在天空翱翔，你曾经想象过么？
　　瑞士人特朗?皮卡尔正打算这么做。明年，他计划驾驶一架依靠太阳能电池板提供动力的飞机，完成无燃料连续飞行36小时，进而在2011年进行包括中国在内的环球飞行。
　　特朗?皮卡尔是一个神经学医生，也是一个航空飞行家，在此之前，他曾经成功穿越大气平流层，并沉潜大洋海沟，最近，他还刚刚完成了乘坐热气球环绕世界飞行，成为无中断环球飞行的第一人。
　　如今看来，他的“飞行瘾”并没有过够，2004年，他发起了一项总预算为7000万欧元的“阳光动力号计划”，目标就是设计建造依靠太阳能飞行的飞机，并完成环球飞行。
　　全新飞机
　　从2007年6月开始，第一架“阳光动力”飞机就正式开始动工建造。由于飞机的设计需要满足在白天飞行期间积聚并储存足够的太阳能，以供夜间飞行的要求，因此项目组选出了12000块薄度仅为180微米的单晶硅光伏电池板，这些电池板不仅质量轻盈而且效率极高。
　　“但即便如此，电池板还是很重，光是为了满足夜间飞行所必须配备的蓄电池组，就已重达400公斤，占整架飞机总重量的四分之一还多。这就迫使我们必须综合平衡对材料的重量限制和强度要求，大幅削减飞机其余部分的重量，优化整条能量链的功效，并增宽翼幅。”特朗?皮卡尔对记者介绍。
　　于是，正在建造的这架太阳能动力飞机就拥有了与目前的飞机极为不同的整体构架。其翼幅长达61米，堪比空中客车A340的机翼，重量却只有1500公斤，只相当于一辆中等轿车的重量。机翼下方设有4个发动机舱，各备一个发动机，一个配有70多个蓄电池组的聚合物锂电池，和一个调节充放电及温度的控制系统。另外，机翼上还设计了一层保温层，用来存储电池组散发的热量，以保证他们能在8500米的高空、零下40摄氏度的恶劣环境下仍然可以继续工作。
　　“我们渴望创造的就是这样一个神话：它的起飞和空中航行全部靠自身能量供给，可无间断地昼夜飞行，完全由太阳能驱动；不仅如此，它还将竭力实现不间断飞行的终极目标，无任何燃料消耗，无任何污染排放。”在描述自己发起研制的全新飞机时，特朗?皮卡尔掩饰不住内心的激动。
　　成本和排放压力
　　值得注意的是，特朗?皮卡尔这一看似极具“理想主义”的壮举，已经得到了拥有230家航空公司会员的国际航空运输协会（下称“国际航协”）的肯定。
　　“阳光动力公司与国际航协的共同目标，就是希望未来航空运输能够实现零碳排放。阳光动力项目证实没有做不到的事情，甚至是零碳排放飞行。”国际航协理事长比西尼亚尼说。
　　事实上，目前困扰航空业的问题不仅仅是成本的高企和需求的疲软，对碳排放越来越严格的控制，也在逐渐成为航空业继续大步前进的障碍。目前，航空业的二氧化碳排放量已占全球人为二氧化碳总排放量的2%，但航空业对二氧化碳的排放每年仍在以3%的速度增加。
　　更令航空公司焦虑的是，2008年7月8日，欧洲议会的公议将航空业纳入温室气体排放交易机制（ETS）。根据欧洲的单边和域外措施，ETS将适用于所有出入欧洲的飞机，这意味着，2012年，全球的航空公司将面临进出欧洲的航班被强制征收排放费用的压力。
　　举个例子，如果一架中国航空公司的飞机从亚洲途径中东飞往欧洲，欧洲也有权利对其在亚洲和中东上空的排放强征ETS费用。根据国际航协的测算，如果ETS执行，第一年将会让航空业成本增加35亿欧元，并且这一数字会逐年递增。
　　显然，尽量减少碳排放以避免被征收高额排放费已经迫在眉睫，而目前的方法只有尽量减少燃油消耗。普惠商用发动机营销副总裁Mary Ellen S. Jones告诉记者，如果油耗有两位数的降低，会显著减少二氧化碳排放量。
　　而即使不考虑碳排放，巨大的燃油成本压力也一直是全球航空业的共同症结，虽然与2008年7月份的最高点相比，国际原油价格已经大幅回落，但目前的原油价格与几年前相比仍然很高。以去年航油平均价格每桶138.2美元计算（以2008年1月1日至10月17日价格平均），全球航空公司今年仍要增加850亿美元的航油成本投入。
　　替代燃料
　　于是，在无法大规模降低航油成本的前提下，业界开始探索寻找持续性的可替代性燃油，以降低成本，并寻求更少的碳排放。
　　目前，飞机所需要的航油主要是来源于石油，而据记者了解，全球两大飞机制造商――空客和波音已经积极投入到了寻找可替代性燃油的试验中，已经在进行可行性研究的主要是液化气燃料和生物燃料。
　　去年2月，一架F-WWDD号空中客车A380-841型客机以液化燃气为燃料，已经成功完成从英国菲尔顿到法国图卢兹的历时3个小时的试验飞行，成为第一架用液化燃气进行飞行的民用飞机。空客方面指出，由燃气经过加工转化为液态燃料作为民用航空替代燃料在短期内可能是一种比较现实和可行的方法。
　　而另一大航空制造业巨头波音公司也不甘示弱。波音正在与美国大陆航空一起研发生物燃料，预计今年就可以将替代燃料应用于飞机上。而新西兰航空的一架波音747-400喷气客机也计划进行可持续生物燃料的飞行测试。这架飞机的四个发动机中，将有一个发动机部分借助麻风树中提炼的新一代生物燃料来提供动力。这也标志着航空领域商用可持续生物燃料在全球的首次运作。
　　据记者了解，与传统燃油和液化燃气燃油相比，生物燃料产生的温室气体排放会少得多，但传统的生物燃料是从糖、淀粉、油或油脂类的产品中获取，如果大规模应用也就会影响到正常的粮食（玉米、大豆、葵花籽等）的生产量和市场的供应量，甚至可能会导致森林砍伐、淡水资源的浪费和土壤的枯竭。
　　于是在去年6月，空客宣布将发展第二代生物燃料作为替代性航空燃料，这种新型生物燃料从非食物作物(如藻类)且能大量消耗二氧化碳的植物中提炼出来，所以不会对人类的粮食安全和供应产生影响，另外通过种植这种能够大量消耗二氧化碳的藻类植物还可以实现抗击全球气候变暖和环保的功效。
　　不仅仅是梦想
　　与替代燃料相比，使用太阳能这种天然动力，无疑是更大胆的尝试。不过按照现今的技术水平和能量效率，每平方米的光伏电池在24小时内可持续向螺旋桨推动器提供的能量仅仅有28瓦，相当于一个电灯泡的功率。换而言之，如何仅凭一面超市橱窗大小的电池板所聚集的能量就让一架飞机翱翔天宇，如果不最大限度地对飞机进行整体优化，不大幅度降低它的能量消耗，这一设想绝对无法实现。
　　“阳光动力号”的整个工程团队就是在这种能源基础上在大胆尝试。特朗?皮卡尔告诉记者，建造这样一架太阳能动力飞机，从太阳能转换器到螺旋桨推动器，必须优化驱动系统的每个环节，在气动性、组架结构、制造方法、驱动形式，以及飞行区域等各个层面都要有前所未有的超前性。
　　而特朗?皮卡尔并不是在孤军奋战。目前，“阳光动力号”的工程团队聚集了来自各行各业的力量。既有塑料和聚合物巨头Solvay（苏威）集团，也有在微机械和微电子领域技术领先的Omega（欧米茄）。“我们也希望在中国拥有更多合作伙伴。”特朗?皮卡尔说。