太阳能飞机“阳光动力 2 号”及其团队
原标题：十亿元支持一个创意贵吗
——“阳光动力 2 号”环球飞行背后的“政产学研结合”启示
四月的江南。人们无意中抬头，一架低空飞行的“怪飞机”正掠过蓝天。在一对超过波音 747 翼展的巨翅下，有一个勉强能容纳一人的飞行舱，年近六旬的贝特朗驾驶世界最大的太阳能飞机来到环球飞行的第 6 站。这天是 22 日。
2003 年，太阳能飞机还只是贝特朗脑子里的一个想法。今天，这架花费了约 1.5 亿瑞士法郎（折合人民币近 10 亿元）的太阳能飞机，终于实现了乘着阳光环游世界，而这些资金几乎全部由合作企业提供。
那么问题来了，用十亿元支持一个创意是不是太贵了？
4 月 22 日，瑞士驻华大使戴尚贤、瑞士联邦政府科技文化中心执行主任孟思恺在南京接受科技日报记者采访。他们的看法不仅改变了我们看待“不可能事件”的方式，同时也为中国的政府部门、科学家、企业上了一堂活生生的“政产学研”结合创新课。
融合多项世界第一技术
人类对取之不尽的太阳能的追求和利用从来没有停止脚步。
阳光动力 2 号并非世界首架太阳能飞机，但是只有它率先踏上了环球飞行的探险之旅，这必须归功于它集合了薄膜光伏电池、碳纤维材料、飞控设计、高效电机等多项世界顶尖技术。
“22.7% 的转换效率已经是行业内的领先水平了！而且，这些电池板厚度只有 135 微米，相当于一根头发丝。”东南大学太阳能技术中心副主任王军对此赞叹不已。他告诉记者，硅晶类光伏电池的转换效率极限就是 30%，普通光伏电池的转换效率约为 16%。
尽管如此，太阳能提供的电力功率还是比较小。“这对飞机制造来说是一个挑战！”东南大学汪昕副教授解释，因此它必须首先克服“体重”问题。阳光动力 2 号的机体使用碳纤维材料，承载能力高重量轻，其中碳纤维板材每平方米的重量仅有 25 克，比普通纸张还要轻 3 倍，其强度却达到飞行要求。
“对于民用飞机的设计，翼展受到跑道宽度等因素的约束，往往是一项‘硬约束’。最大的宽体飞机 A380 机型的 80 米翼展已是极限，而对于太阳能飞机这样的小飞机来说，72 米已经非常长了。”南京航空航天大学郑祥明副教授认为，阳光动力 2 号巨大的翼展正是其空气动力设计最大的特点之一。
此外，阳光动力 2 号使用 4 台无传感器无刷电机，能量效率高达 97%，居世界领先水平。新型直流电驾驶舱使得飞机仪表板内部的电子设备的减重上实现了巨大突破，其重量足足减少了 50%。
“阳光动力 2 号”在飞行中
政府、科学家、企业缺一不可
造手表的欧米茄、生产食品的雀巢、电梯制造商迅达……阳光动力 2 号的机身上印满合作企业的名称，但它们无一是航空企业，为啥也跟着“大蜻蜓”环球飞行呢？
“阳光动力 2 号集合这么多世界领先的技术，都来自于我们的合作伙伴。”贝特朗自豪地告诉记者。
“瑞士有着学术界与工业界合作的长久传统。100 多个瑞士政府机构、研究中心和私人企业参与支持这一项目。”瑞士驻华大使戴尚贤认为，阳光动力 2 号是这一传统的又一成功案例。
包括洛桑联邦理工大学、联邦材料科学与技术研究所、迅达集团、欧米茄公司、瑞士电信以及雀巢公司等知名教育科研机构、跨国企业，都从理念创新、资金、科技以及机械知识和能力等各个方面为项目提供支持。
比如，欧米茄开发了机电性能仿真测试系统，可以在飞机试制阶段对其电气系统性进行测试。瑞士电信为阳光动力号研发了一套超轻节能通讯设备。雀巢研发中心的科学家们通过研究影响飞行员营养需求的因素和测试他们的身体结构，为飞行员制定了个性化的饮食计划。瑞士联邦材料科学与技术研究所为飞行员量身定制的热空服和绝缘座椅和座垫组合可以根据机舱内的极端温度进行调整。
贝特朗说，飞机研发过程中最主要的科研机构是洛桑联邦理工大学。在他提出创意之初便承担起可行性的研究。接下来的几年里，由工科学生、技术人员和科学家组成的团队共同建构了飞机。同时大学的 20 个实验室也在研究相关课题，包括太阳能、计算机、建模、新材料、电子学以及机械学等。
令人惊讶的是，在这个长达十余年的项目中，联邦政府只投入了几百万瑞士法郎，其它全部来自私人企业投资。
“政府也没有为项目签发任何优惠政策”，戴尚贤说，瑞士是R&D投入占 GDP 比重最高的国家，其中2/3 来自于私人资金，资金主要来自化学、制药、电子和金属行业，“这些投资保证了瑞士在国际竞争中的优势”。
阳光动力 2 号本身并不是一个商业项目，赞助商的十亿元投入最后会“打水漂”吗？
“公司本质是要盈利的，但是瑞士人始终坚持可持续发展意识，所以在投资上也都着眼长远，看重长期回报，而不是急功近利。”戴尚贤建议，眼下的中国企业需要换个投资理念。
孟思恺介绍说，阳光动力 2 号的成功体现了瑞士在科技创新中开放、合作的核心精神，“多方合作模式造就了瑞士创新大国的地位”。
现在，瑞士是世界上人均拥有专利比率最高、人均获得诺贝尔科学奖最高的国家。此外，瑞士自 2009 年开始连续 6 年在全球竞争力报告中排名第一；2014 年创新联盟记分牌第一；2014 年全球创新指数中亦居首位；并在人类大脑计划、欧洲粒子物理研究所大型强子对撞机等大型国际项目中扮演主角。而瑞士的国土面积仅与南京市相当。
创新动力从哪里来
中国人写文章时常把“开拓”“创新”放在一起使用，而瑞士人则善于在开拓中寻找创新的机会。
阳光动力号的设计者和飞行员之一贝特朗就来自于一个极富开拓精神的家族：他的祖父是飞入平流层第一人，帮爱因斯坦收集宇宙射线数据；他的父亲潜入马里亚纳海沟底，是为了阻止人们向海里扔垃圾。
“他们的科学冒险精神激励了我”，贝特朗说，“让我也想通过自己的努力，去探索人类的极限。”
“大家今天看到阳光动力号的突破，其实世界上首架环球航行的太阳能船只是瑞士制造，成功环绕地球的太阳能汽车是瑞士制造，全球太阳能汽车竞赛第一名也是瑞士制造。”戴尚贤一口气举了若干例子，以证明瑞士人在清洁能源领域是以追求完美的方式屡屡获得突破。
这种开拓理念，绝没有止步于创造若干个世界第一，一大批合作企业将其中的科技成果运用到各自产品中，获得了巨大的商业利益。
迅达电梯派出 2 位工程师参与阳光动力号研制，获得了宝贵的清洁能源开发经验，公司将其运用在怎样让电梯更加节能上，比如 PF 能源管理技术可以让电梯下行时收集能量，上行时释放能量，个人终端技术可以合理配置去不同楼层的电梯，突破性的太阳能电梯也正在开发过程中。
德国拜耳公司为阳光动力号提供的碳纤维材料和保温材料，不仅大大减轻飞机重量，还确保储能电池在-40℃运转正常。目前这些材料已应用于建筑、汽车、飞机和家用冰箱制造。
就瑞士居民而言，他们在政府的鼓励下，养成了回收一切可利用的物品，最大限度降低废物的好习惯。
2012 年，瑞士约有 96% 的玻璃制品、92% 的铝罐、81% 的塑料瓶以及 72.5% 的废旧电池得以回收利用。大量的有机垃圾被瑞士家庭转化成有机肥料，农业垃圾被转化成沼气。
千万别以为这只是普及社会环保公益理念，瑞士已将清洁科技作为经济发展的重要方面。目前在瑞士大约有5% 的劳动力受雇于清洁能源行业，涉及的公司也极其专业化。比如在建筑领域，提高能源效率的 Minergie 标签已被世界所认可，成为绿色环保建筑的最高标准。
相关文章
