如果問日本人“新興企業(yè)的圣地是哪里?”恐怕十之八九的回答會(huì)是“硅谷”??梢?ldquo;新興企業(yè)=硅谷”在日本已經(jīng)是深入人心,美國西海岸也的確推出了眾多的創(chuàng)新項(xiàng)目。
其實(shí)在美國西海岸以外的地區(qū),挑戰(zhàn)創(chuàng)造新服務(wù)和業(yè)務(wù)的新興企業(yè)也數(shù)不勝數(shù)。本連載將以歐洲為中心,把目光對(duì)準(zhǔn)俄羅斯、中東、非洲,介紹這些地方涌現(xiàn)的希望改變世界的創(chuàng)業(yè)者。
本文要介紹的,是旨在開發(fā)不使用化石燃料能源的、以環(huán)繞地球一周為目標(biāo)的SolarImpulse太陽能飛機(jī)。
翼展約為72米,總重量為2300公斤。在比美國波音的大型客機(jī)“747”還要長(zhǎng)的機(jī)翼上,密密麻麻地排滿了約1.7萬個(gè)太陽能電池單元。這些電池單元白天儲(chǔ)存太陽能,夜晚用作飛行的動(dòng)力。通過在夜晚使用白天儲(chǔ)存的能源,理論上可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)飛行。
探險(xiǎn)家貝特朗·皮卡爾(BertrandPiccard)于1999年產(chǎn)生了這樣的構(gòu)想。當(dāng)時(shí),他剛剛乘坐熱氣球,創(chuàng)造了不著陸環(huán)繞地球一周的最短紀(jì)錄。之后,為了使構(gòu)想成真,皮卡爾從2003年正式開始研究。他與好友、同為探險(xiǎn)家的安德烈·博爾施貝格(AndréBorschberg)齊心協(xié)力,目標(biāo)便是“不使用化石燃料環(huán)繞地球一周”。
經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)10多年的大型調(diào)查研究和樣機(jī)測(cè)試飛行,環(huán)球之旅終于將在2015年成行。除了瑞士的大型制造企業(yè)之外,這個(gè)總預(yù)算高達(dá)7000萬歐元的大型項(xiàng)目還得到了美國谷歌、豐田等許多跨國企業(yè)的協(xié)助。
那么,這個(gè)前所未有的項(xiàng)目是如何誕生的呢?記者就此對(duì)皮卡爾進(jìn)行了采訪。
——SolarImpulse從構(gòu)思算起,歷經(jīng)了10多年的歲月,這項(xiàng)開發(fā)是基于怎樣的契機(jī)?
皮卡爾:這個(gè)項(xiàng)目的目的非常簡(jiǎn)單。就是開發(fā)以太陽能為動(dòng)力24小時(shí)持續(xù)飛行的飛機(jī)。
眾所周知,化石燃料能源已經(jīng)成為了現(xiàn)代社會(huì)賴以生存的基礎(chǔ)。生活需要的所有產(chǎn)品都涉及化石燃料,對(duì)于如此之高的依賴度,很多人甚至都沒有注意到。然而遺憾的是,能源是有限的。在化石燃料枯竭之前,人類必須設(shè)法擺脫過度依賴的狀態(tài)。這就是最初的出發(fā)點(diǎn)。
從化石燃料的制約中解放出來
貝特朗·皮卡爾(BertrandPiccard)
探險(xiǎn)家、精神科醫(yī)生。1958年3月1日出生在瑞士洛桑。從小開始便對(duì)“極限狀態(tài)下的人類行為”產(chǎn)生興趣,挑戰(zhàn)了多項(xiàng)探險(xiǎn)。1970年代開始參與滑翔傘、超輕型飛機(jī)等運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目,1985年贏得滑翔傘世界錦標(biāo)賽冠軍。1999年第三次挑戰(zhàn)熱氣球不著陸環(huán)繞地球獲得成功。2003年開始與安德烈·博爾施貝格合作開展SolarImpulse項(xiàng)目。皮卡爾來自瑞士著名的探險(xiǎn)家家族。祖父奧古斯特·皮卡爾是世界上第一位乘坐熱氣球到達(dá)平流層的探險(xiǎn)家。父親の雅克·皮卡爾是一名海底探險(xiǎn)家,曾駕駛自己參與開發(fā)的潛水艦,創(chuàng)造了潛入水底1萬916米的世界紀(jì)錄。
那么,怎樣才能通過自己的方式,向社會(huì)發(fā)問呢?經(jīng)過不斷思考,我得出的結(jié)論就是SolarImpulse項(xiàng)目。
請(qǐng)?jiān)O(shè)想一下。如果實(shí)現(xiàn)無需化石燃料即可環(huán)繞地球的飛機(jī),世界應(yīng)該會(huì)發(fā)生巨大的改變。我相信,這不僅會(huì)成為能源政策的重大轉(zhuǎn)折點(diǎn),也會(huì)超越航空的范疇,為眾多產(chǎn)業(yè)帶來沖擊。
項(xiàng)目的轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在1999年。當(dāng)時(shí),我乘坐熱氣球挑戰(zhàn)不著陸環(huán)繞世界,創(chuàng)造了不到20天的世界最快紀(jì)錄。因?yàn)榍懊娼?jīng)歷了兩次失敗,創(chuàng)造紀(jì)錄時(shí)的欣喜之情真是無法用語言表達(dá),但另一方面,通過這次熱氣球探險(xiǎn),在我的腦海之中,有一個(gè)問題一直揮之不去。那就是能源的制約。
即使飛艇的燃料裝得再滿,我們也無法逃脫化石燃料的制約。只要燃料耗盡,就必須著陸。只要機(jī)體還依賴于化石燃料,這個(gè)問題就會(huì)永遠(yuǎn)存在。
那么,有沒有辦法從制約中解放出來呢?如果能夠做到這一點(diǎn),探險(xiǎn)就可以持續(xù)更久的時(shí)間。
答案其實(shí)就在我們的身邊。
——答案是太陽能?
皮卡爾:對(duì)。就在我乘坐熱氣球時(shí)一直眺望的上空。
我很快想到了創(chuàng)意:不妨在白天飛行時(shí)積累太陽能,在夜晚慢慢釋放能源保持飛行。從理論上來說,這樣做可以不受化石燃料的制約,實(shí)現(xiàn)持續(xù)飛行。
——創(chuàng)意雖然簡(jiǎn)單,聽上去似乎有些荒誕。
最初周圍的反應(yīng)差不多就是這樣。“理論上的確如此。但這樣的飛機(jī)真能制造出來嗎”。對(duì)于我的想法,多數(shù)人都付之一笑。
但探險(xiǎn)就是要挑戰(zhàn)人們覺得不可能的事物。有意思的是,通過堅(jiān)持不懈地介紹自己的構(gòu)想,終于有人產(chǎn)生了興趣。
2003年,項(xiàng)目在位于瑞士洛桑的瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院揭開了開發(fā)的序幕。
——在技術(shù)上具有相當(dāng)高的難度吧?
畢竟在那之前,沒有人想到過要讓太陽能飛機(jī)環(huán)繞地球。我們邀請(qǐng)眾多領(lǐng)域的工程師齊聚一堂,反復(fù)進(jìn)行了技術(shù)研究。不出所料,最終得出的結(jié)論是“這會(huì)是個(gè)相當(dāng)困難的項(xiàng)目”(笑)。
利用現(xiàn)在的技術(shù)開發(fā)環(huán)繞地球的太陽能飛機(jī)有三個(gè)重點(diǎn):(1)重量輕、(2)機(jī)體結(jié)實(shí)、(3)安全性,在開發(fā)的時(shí)候必須要對(duì)這三點(diǎn)精益求精,使其在高水平達(dá)到統(tǒng)一。
太陽能飛機(jī)的機(jī)體配備了1.7萬個(gè)太陽能電池單元。電池單元吸收的太陽能用來驅(qū)動(dòng)4個(gè)螺旋槳,剩余的電能儲(chǔ)存到供夜間飛行的電池中。目前配備的太陽能單元的數(shù)量為1.7萬個(gè),在全天滿負(fù)荷利用太陽能發(fā)電的情況下,飛機(jī)可以輸出的平均功率約為8kW。要想利用這些電能盡可能延長(zhǎng)飛行距離,就必須設(shè)計(jì)出能源損耗最低的機(jī)體,并且減輕其重量。
翼展超過波音747
而且,因?yàn)闄C(jī)體要搭載乘員,單是輕是不夠的。還必須具備強(qiáng)度,采用足以抵御陣風(fēng)、氣壓和氣溫變化的結(jié)構(gòu)。經(jīng)過不斷摸索,我們最終找到了滿足上述要素的答案。
——應(yīng)運(yùn)而生的就是太陽能飛機(jī)吧。
太陽能飛機(jī)的機(jī)翼非常長(zhǎng)。翼展為72米,比波音747-8I的68.5米還要長(zhǎng)。機(jī)翼上安裝了約1.7萬個(gè)吸收太陽能發(fā)電的太陽能電池單元。單元產(chǎn)生的電能用來驅(qū)動(dòng)四臺(tái)最大功率為17馬力的馬達(dá),左右各兩臺(tái),多余的部分儲(chǔ)存在蓄電池中。
每臺(tái)馬達(dá)的最大輸出功率約為17馬力。配合輸出功率,螺旋槳的轉(zhuǎn)數(shù)降低到了525轉(zhuǎn)/分鐘。在夜晚的時(shí)候,為了最大限度減少耗電,飛機(jī)的飛行高度會(huì)從8500米逐漸下降到1500米,像滑翔機(jī)一樣飛行。
與機(jī)翼相比,機(jī)體本身的長(zhǎng)度極短,類似于滑翔機(jī)的形狀。這樣做的目的都是為了減輕重量,總重量只有2300公斤。僅相當(dāng)于一輛乘用車的重量。電池、馬達(dá)和太陽能電池板占據(jù)了大部分重量,單是電池就達(dá)到了633公斤。因此,為了最大限度減少多余的重量,實(shí)現(xiàn)輕量化,機(jī)殼材料采用了碳纖維。
信息技術(shù)當(dāng)然也得到了充分利用。機(jī)體信息利用傳感器逐次采集,在對(duì)數(shù)百個(gè)以上的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析后,發(fā)送給飛行員和管理系統(tǒng)。環(huán)球飛行的關(guān)鍵——放電和充電的平衡隨時(shí)受到監(jiān)控,按照飛行條件,調(diào)整到最佳的輸出水平。
有制約才有發(fā)展
——項(xiàng)目的進(jìn)展可謂是一波三折。
皮卡爾:現(xiàn)在技術(shù)上依然有需要克服的課題,今后估計(jì)還會(huì)出現(xiàn)其他課題。但反過來說,正是因?yàn)榇嬖谥萍s,才催生出了新的創(chuàng)新。
當(dāng)然,單靠我們的團(tuán)隊(duì)無法解決所有的課題。開發(fā)也借助了外部的幫助。核心開發(fā)組大約有50人左右,除這部分人員外,還有80位技術(shù)伙伴,以及超過100位的外部專家提供了支持。
為了這個(gè)項(xiàng)目,還有不少企業(yè)無私地提供了技術(shù)幫助。提供通信設(shè)備的通信公司瑞士電信為我們專門開發(fā)了飛機(jī)上配備的超輕量小型基站。使飛行員在飛行之中,能夠隨時(shí)隨地通過衛(wèi)星手機(jī)進(jìn)行通話。
對(duì)于太陽能單元技術(shù)、機(jī)殼材料、馬達(dá)、電池等技術(shù),合作企業(yè)的援助同樣不可或缺。從這個(gè)意義上來說,SolarImpulse是一項(xiàng)打破了國家和企業(yè)界線的大型項(xiàng)目。
——請(qǐng)問提供支持的企業(yè)有哪些?
皮卡爾:因?yàn)轫?xiàng)目始于瑞士,所以主要伙伴是瑞士的大型企業(yè)。包括了化學(xué)企業(yè)Solvay、高級(jí)鐘表企業(yè)歐米茄、在日本也開展業(yè)務(wù)的迅達(dá)、設(shè)備企業(yè)ABB等70多家企業(yè)。
除此之外,維珍集團(tuán)的創(chuàng)始人理查德·布蘭森(RichardBranson)等名人也以個(gè)人名義給予協(xié)助,美國谷歌等跨國企業(yè)也在2013年宣布提供支持。日本企業(yè)中,豐田的當(dāng)?shù)胤ㄈ速澲似珍J斯。
從這個(gè)意義上來說,SolarImpulse項(xiàng)目的創(chuàng)意雖然來自瑞士,但實(shí)現(xiàn)借助了全球各地企業(yè)與個(gè)人的力量。
——正式飛行即將于2015年展開,現(xiàn)在的準(zhǔn)備情況如何?
我們正在以2014年完成的正式機(jī)為基礎(chǔ),反復(fù)進(jìn)行測(cè)試飛行。與此同時(shí),飛行員的訓(xùn)練也已經(jīng)漸入佳境。到正式飛行的時(shí)候,駕駛員要在沒有加壓的3.8立方米的駕駛艙中呆上5~6天。最高飛行高度達(dá)到8500米,睡眠時(shí)間約為1天2小時(shí)。要想在這樣的極限狀態(tài)下冷靜駕駛,需要反復(fù)進(jìn)行嚴(yán)格訓(xùn)練。
首先拿出形態(tài)。批評(píng)算不得本事
——既然有這么多的困難,為何還要繼續(xù)探險(xiǎn)?
那是因?yàn)槲覀冃枰宫F(xiàn)這樣一個(gè)理念:難題是可以解決的。在過去,沒有任何一個(gè)專家相信不使用化石燃料的飛機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)。但我們逐漸使其成形,所以想法也發(fā)生了改變。
因此,展示形態(tài)非常重要。倘若只是討論和批評(píng),是個(gè)人就能辦到。這個(gè)項(xiàng)目一旦成功,無疑將會(huì)成為能源產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
正式飛行的時(shí)間定在2015年4月,出發(fā)地為中東地區(qū)。如果計(jì)劃順利,飛機(jī)將會(huì)在4月下旬前后穿越日本上空。
就個(gè)人而言,我希望讓更多的日本企業(yè)了解我們的活動(dòng)。并且成為我們的伙伴。2014年是瑞士與日本建交150周年。對(duì)于雙方進(jìn)一步加深關(guān)系,是一個(gè)難得的機(jī)會(huì)。
我衷心期待在飛行成功之后,在富士山旁做一次紀(jì)念飛行。