人类是一个热衷挑战的物种。最高的山，最深的海，最远距离的飞行，这些挑战除了考验人的精神与体能，同时也考验着技术水平。本刊曾在2012年9月刊《向深海挑战》一文中介绍过两位科学牛人奥古斯特·皮卡尔和雅克·皮卡尔。奥古斯特·皮卡尔曾经乘坐自己设计的热气球，飞到了22千米的高空，成为世界上首个到达如此高度的人。后来奥古斯特·皮卡尔和他的儿子雅克·皮卡尔一起造出了长15.1米、宽3.5米著名的“的里雅斯特”号深潜器。雅克·皮卡尔于1960年1月23日，下潜到深达10916米的马里亚纳海沟，成为了世界上潜得最深的人，这也是目前人类涉足的海洋最深处（著名电影导演詹姆斯·卡梅隆在2012年3月26日驾驶“深海挑战者号”潜水器深潜的深度是10898米）。
　　俗话说，老子英雄儿好汉，冒险基因也会代代传。现在雅克·皮卡尔的儿子贝特朗·皮卡尔和他的好友安德烈·波许博格又在进行一项世界级壮举。他们正驾驶“阳光动力2号”飞机，进行纯太阳能驱动环球飞行。这将是太阳能飞机历史上首次载人作昼夜、长距离飞行。整个行程耗时4～5个月，飞机预计于今年夏天飞回始发地阿联酋首都阿布扎比。“阳光动力2号”计划经阿拉伯海，进入印度、缅甸、中国，然后跨越太平洋前往美国，再飞往南欧和北非，最后回到起点。在途经中国时，“阳光动力2号”分别在重庆和南京着陆停留。
　　什么是太阳能飞机？
　　太阳能飞机，顾名思义，利用太阳能作为动力的飞机，在机翼上表面装有太阳能电池板，吸收、存贮太阳能，并将太阳能转化为电能来驱动电动机工作。太阳能飞机和普通的客机毕竟不同，它们的飞行速度比较慢，且容易受天气、风速的影响，因此无法在恶劣的天气里飞行，需要气象团队做好气象预测工作。白天，飞机的高度很高，以避开气流并最大化利用太阳能，每天都要攀爬9000米的高度，这就相当于世界最高山脉喜马拉雅山的高度；而到了晚上，飞机则处于半滑翔状态，飞行高度也逐渐降低到1500米高度。由于白天和夜里的飞行高度不同，导致飞机里的温差较大。因为“阳光动力2号”是一架单座飞机，只能容纳一名飞行员，因此，只有在降落到地面并做停留时驾驶员才能稍做休息或进行换班。“阳光动力2号”的机舱不是密闭的，没法保持温度恒定，这意味着飞行员一天中相当于经历了夏天和冬天，这对飞行员的身体来说，是一项非常大的挑战。另外，飞行员每天的供给是2.4千克食物、2.5升水和1升运动饮料。5天5夜不上厕所是不可能的。所以“阳光动力2号”配备了“厕所”。“厕所”与飞行员的座椅一体相连，当飞行员“内急”时，便能够“就地解决”，跟在家里上厕所基本上没太大差别。
　　据南京航空航天大学郑祥明副教授介绍，早在20世纪中期，世界上就已经开始了太阳能飞行器的研究。由于太阳能的采集、转换和利用率低，一般太阳能飞机需要较大的机翼面积。太阳能飞机有望在航时、航程等方面取得突破，并且主要利用太阳能这种清洁、环保能源，能够有效的减轻大气污染和缓解能源紧缺状况。目前，南京航空航天大学航空宇航学院也正在开展太阳能飞机的相关研究，甚至有一些本科生将太阳能飞机作为科创题目。
　　这是怎样一架飞机？
　　“阳光动力2号”是一架集合了当今材料、电子、结构、人机工程学最顶尖技术于一体的大号玩具。它的机翼、机身和水平尾翼上共贴敷了17248片135微米厚的单晶硅薄膜太阳能电池，虽然23%的光电效率并不是世界上最高的，却是平衡了能效、强度和重量后的最优选择。这些电池可以产生最大70千瓦的功率，这些电力可以输出给四台单台功率13.5千瓦的电动机带动4个直径4米的双叶螺旋桨给飞机提供动力。整个推进系统的电力——动力转换效率高达94%。
　　“阳光动力2号”翼展达到72米，比波音747-8型的翼展还要宽3.5米；机长22.4米，接近一个篮球场的长度；机高6.37米，相当于3层楼；而重量仅有2.3吨，跟一辆宝马760Li的重量相差无几。跟它巨大的尺寸相比，“阳光动力2号”的飞行性能数据可能会让你有种回到莱特兄弟时代的感觉。它的起飞速度只有35千米/时，比博尔特奔跑的速度还要慢。巡航速度90千米/时，最大速度不过140千米/时，绝对是遵纪守法好司机的驾驶记录水平。
　　江苏省信息安全测评中心李和昌主任介绍，“阳光动力2号”太大、太轻，对气流特别敏感，一不小心就会失控。所以即便有特别开发的自动驾驶仪和地面控制中心的实时监控，飞行员还是会在飞机姿态变化超过5°的时候被装在手腕上的振动器唤醒。由于“阳光动力2号”的自动驾驶系统只能连续工作20分钟，所以驾驶员必须改变睡眠习惯。从每天连续睡眠8小时，改为每天睡10次一次睡20分钟。为了监控飞行员的身体状况，火柴盒大小的远程心电监测设备可以让地面的医学专家随时获得基本的参数。负责开发这套系统的公司也正在试图将其装配在汽车上，以防止疲劳驾驶。
　　太阳能飞机有啥优势？
　　太阳能飞机是以太阳辐射作为推进能源的飞机。太阳能飞机的动力装置由太阳能电池组、直流电动机、减速器、螺旋桨和控制装置组成。由于太阳辐射的能量密度小，为了获得足够能量，飞机上应有较大的摄取阳光的表面积，以便铺设太阳能电池，因此太阳能飞机的机翼面积较大。相比传统燃料飞机，太阳能飞机零燃油、零排放、可以昼夜不间断飞行，浑身汇聚了高科技。用来制造太阳能飞机的碳纤维材质很轻，每平方米的重量为25克，是同样面积与厚度纸张的1/3。无风情况下时速可达70千米，顺风时速可达100多千米。白天，太阳能电池将多余的电能充入到机载锂电池中，为夜间飞行储备电能，因此，“阳光动力2号”的动力才能源源不断。“阳光动力2号”白天会爬升到9000米的高度以避开气流并最大化利用太阳能，此时的温度急剧升高；夜晚则半滑翔飞行，逐渐降低到1500米高度，其速度并不快，因此夜里对能源的需求也大大减少。螺旋桨驱动器是飞机的关键部件，对太阳能飞机的飞行起着举足轻重的作用，它的构成、工作原理和控制方式具有独特的设计。
　　现在世界上通用的飞机，大多数使用吸气式发动机提供动力，一遇高空稀薄空气，发动机功率就会下降。因此，现有飞机的飞行高度和续航能力很难进一步提高，而以太阳能为动力的飞机可以弥补这些不足，飞得更高，飞得更远。正是这些优点，使得太阳能飞机在无线通讯、资源调查、环境监测甚至军事预警等方面有着广泛用途。
　　虽然太阳能飞机可以载人进行环球飞行，但按照阳光动力公司设想，真正实现太阳能飞机的商业飞行，需要解决太阳能电池板功效问题。如果能解决，40多年后，能承载300名乘客的全太阳能飞机有望正式投入运营。
　　“阳光动力号”只是一个起点，地球上的油总有一天是会烧光的，人类文明也是要继续发展的，在可见的未来，太阳能一定是最重要的新能源之一。随着人类科技的进步，未来，使用太阳能的民用、商用航空飞机也必将诞生。