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| ? | 通過(guò)放風(fēng)箏來(lái)“發(fā)電” |
| ? | 日本上空的偏西風(fēng)風(fēng)速是世界上最強(qiáng)的 |
| ? | 有同伴，才能飛 |
| ? | 在湖西市的發(fā)現(xiàn) |
| ? | 放風(fēng)箏竟然也有工資拿？ |
或許這令人難以置信，但在豐田，據(jù)說(shuō)有一群神秘的研究員是靠放風(fēng)箏拿工資的。我們采訪時(shí)驚訝地發(fā)現(xiàn)，一只僅有8米寬的風(fēng)箏或?qū)⒃谖磥?lái)可以提供能源。
豐田作為汽車(chē)公司，為什么要放風(fēng)箏呢？隨著采訪的深入，一條又一條令人驚訝的內(nèi)容浮現(xiàn)眼前......
我們來(lái)到靜岡縣磐田市的一個(gè)寬闊的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，這里是“母艦項(xiàng)目”的飛行試驗(yàn)場(chǎng)。首先，讓我們來(lái)看看現(xiàn)場(chǎng)是什么樣的。
現(xiàn)在很多人都不知道，其實(shí)豐田公司曾經(jīng)研發(fā)過(guò)飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)，還在美國(guó)取得了認(rèn)證。
“母艦項(xiàng)目”的團(tuán)隊(duì)就是由當(dāng)時(shí)隸屬于該研發(fā)部門(mén)的成員，以及汽車(chē)研發(fā)人員、負(fù)責(zé)計(jì)算模擬的人員組成，他們一起研究通過(guò)放風(fēng)箏來(lái)發(fā)電的技術(shù)。
上圖為“母艦項(xiàng)目”的成員們。
工作人員認(rèn)真專(zhuān)注地放著風(fēng)箏，因?yàn)樗麄円芯咳绾巫岋L(fēng)箏飛在高空盛行的偏西風(fēng)區(qū)域中，并利用風(fēng)力發(fā)電。
“通過(guò)放風(fēng)箏發(fā)電”，這項(xiàng)研究聽(tīng)起來(lái)有些異想天開(kāi)，但其背后卻有著更深層次的原因。
R-開(kāi)拓部 板倉(cāng)英二 母艦項(xiàng)目組長(zhǎng)
我們國(guó)家的大部分能源都依賴(lài)進(jìn)口，而且因?yàn)榇蟛糠值貐^(qū)都是山區(qū)，因此可再生能源的利用也受到了限制。我們項(xiàng)目的起點(diǎn)，就是研究未來(lái)的能源安全這一社會(huì)問(wèn)題。
為了提高能源自給率，我們從2018年開(kāi)始研究，設(shè)想從日本上空的偏西風(fēng)中找尋高密度的自然能源。
板倉(cāng)學(xué)生時(shí)代學(xué)習(xí)的是航空工程，入職豐田公司后一直從事飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)工作。在這里，他告訴了我們一個(gè)關(guān)于偏西風(fēng)的驚人事實(shí)。
板倉(cāng)組長(zhǎng)
據(jù)說(shuō)我們國(guó)家上空的偏西風(fēng)，平均風(fēng)速是世界上最強(qiáng)的。許多航空研究人員都有利用這種風(fēng)力的想法。但是，很少有人想到通過(guò)“放風(fēng)箏”來(lái)發(fā)電。
大多數(shù)的專(zhuān)家覺(jué)得這一想法“很有趣”，但同時(shí)他們也意識(shí)到了技術(shù)上存在局限性。此外，許多研究人員，尤其是美國(guó)的研究人員，對(duì)此表現(xiàn)出了極大的興趣，并希望參與研究。
一邊關(guān)注上空的情況，一邊控制纏繞風(fēng)箏線的力量。
現(xiàn)在，他們正在鍛煉風(fēng)箏的姿勢(shì)控制技術(shù)，以便在各種風(fēng)力和天氣條件下“風(fēng)箏都能飛在空中”。經(jīng)過(guò)一番努力，他們現(xiàn)在甚至能在風(fēng)速30米的情況下讓風(fēng)箏穩(wěn)定飛行，這對(duì)無(wú)人機(jī)和飛艇來(lái)說(shuō)都是很難做到的。
風(fēng)箏飛上高空，高強(qiáng)度的風(fēng)箏線則系在地面的發(fā)電機(jī)上用來(lái)發(fā)電。但如何讓風(fēng)箏輕量化則是個(gè)難題。
上圖為該項(xiàng)目的最終圖像。相鄰的風(fēng)箏通過(guò)線束相互連接，從地面吊起的貨物在風(fēng)箏之間運(yùn)輸。此外，它還可作為衛(wèi)星光通信的中轉(zhuǎn)站，利用高空優(yōu)勢(shì)與地面進(jìn)行通信。
板倉(cāng)組長(zhǎng)
過(guò)去我們國(guó)家的紡織業(yè)非常發(fā)達(dá)，有很多擁有先進(jìn)技術(shù)的公司。他們幫助我們通過(guò)試錯(cuò)來(lái)解決難題與挑戰(zhàn)，例如編織高質(zhì)量的織物、在織物上涂上樹(shù)脂涂層以制成膜材等等。
結(jié)果膜材（迎風(fēng)）的強(qiáng)度和重量都在極高的水平上達(dá)到了平衡。當(dāng)我們?cè)趯W(xué)會(huì)上展示這一成果時(shí)，收到了來(lái)自世界各地的對(duì)膜材的需求。日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）也表示愿意和我們共同開(kāi)發(fā)這種膜材。
這種膜材是與東洋紡株式會(huì)社、酒井產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社和東洋Cloth株式會(huì)社共同研發(fā)的。它比傳統(tǒng)材料輕31.5%，卻具有驚人的強(qiáng)度。
2020年，經(jīng)過(guò)反復(fù)改良，風(fēng)箏的飛行高度首次達(dá)到了1000米。當(dāng)時(shí)，板倉(cāng)激動(dòng)地通過(guò)無(wú)線廣播說(shuō)道：“我們的飛行高度已經(jīng)超越了東京塔”、“超越了晴空塔”。聞言，所有成員一起歡呼起來(lái)。
后來(lái)，他們還挑戰(zhàn)了包括夜間在內(nèi)的長(zhǎng)時(shí)間飛行。所有成員都穿上了能發(fā)光的衣服，就像建筑工地使用的那種，周?chē)€架起了工地用的氣球燈。他們采取了一切能想到的安全措施，但還是遇到了可怕的麻煩......
板倉(cāng)組長(zhǎng)
燈光下聚集了大量昆蟲(chóng)，我從未見(jiàn)到這種恐怖的景象，簡(jiǎn)直就像“地獄”（笑）。
該項(xiàng)目利用了日本特有的強(qiáng)偏西風(fēng)。但是，此前他們討論過(guò)無(wú)數(shù)次取消研究的事情，這確實(shí)是“逆風(fēng)前進(jìn)”了。
為了回到原點(diǎn)，板倉(cāng)去了一個(gè)地方，在那個(gè)地方能看到什么？
板倉(cāng)前往的是豐田集團(tuán)創(chuàng)始人豐田佐吉的故鄉(xiāng)——日本靜岡縣湖西市。
佐吉自幼酷愛(ài)放風(fēng)箏，孩童時(shí)期在當(dāng)?shù)鼐褪切∮忻麣獾摹胺棚L(fēng)箏名人”，他還有一段關(guān)于風(fēng)箏的美談。據(jù)說(shuō)佐吉發(fā)明的自動(dòng)織機(jī)斷經(jīng)自停裝置，就是從拉拽風(fēng)箏線中得到的靈感。
當(dāng)板倉(cāng)訪問(wèn)湖西市政府時(shí)，還發(fā)現(xiàn)了一樣特殊的展品——根據(jù)歷史資料仿制的當(dāng)年佐吉制作的風(fēng)箏。
利用遠(yuǎn)州灘的強(qiáng)風(fēng)放風(fēng)箏，這項(xiàng)活動(dòng)早已融入了湖西市民眾們的日常生活。在市政府的協(xié)助下，板倉(cāng)獲得了在當(dāng)?shù)睾⒆觽兠媲皩?shí)證表演的機(jī)會(huì)。
實(shí)證表演前一直憂心研究項(xiàng)目中止的研發(fā)成員們，在切身感受到眾多家長(zhǎng)及孩子們的歡呼后頗受鼓舞，再次充滿了動(dòng)力。
致力于研究工作的板倉(cāng)笑著調(diào)侃道：當(dāng)初家人們都說(shuō)我“在靠放風(fēng)箏拿工資”。
雖然家人會(huì)拿這件事開(kāi)玩笑，但板倉(cāng)的2個(gè)兒子在目睹了父親孜孜不倦搞科研的姿態(tài)后，也決定追隨父親的腳步，進(jìn)入大學(xué)開(kāi)始攻讀航空宇宙工學(xué)。
由于這項(xiàng)研究極富個(gè)性，所以在豐田公司內(nèi)也備受矚目。
板倉(cāng)在接受采訪時(shí)，滿臉笑意地講道：“在前幾天向內(nèi)山田前會(huì)長(zhǎng)作報(bào)告時(shí)，我剛一開(kāi)口他就問(wèn)我道‘你就是那個(gè)靠放風(fēng)箏拿工資的名人吧’。”
據(jù)說(shuō)，在板倉(cāng)向內(nèi)山田前會(huì)長(zhǎng)匯報(bào)了研發(fā)現(xiàn)況后，前會(huì)長(zhǎng)還提出了一些指導(dǎo)建議，并表示“這個(gè)研發(fā)項(xiàng)目能夠應(yīng)用于各種領(lǐng)域，雖然艱難但值得努力，要加油呀！”板倉(cāng)聽(tīng)后大受鼓舞。
其實(shí)這項(xiàng)研究，除了發(fā)電以外還隱藏著另一個(gè)巨大的可能性。
它不僅是一個(gè)風(fēng)箏，還能作為飛行移動(dòng)出行工具使用。由于它的載重比無(wú)人機(jī)大，因此能夠搬運(yùn)無(wú)人機(jī)無(wú)法承載的重物，為居住在山區(qū)、離島的人們提供便利，解決困難。
板倉(cāng)興致勃勃地表示，他們還有更多比風(fēng)箏發(fā)電還異想天開(kāi)的創(chuàng)意等待實(shí)踐。
板倉(cāng)組長(zhǎng)
在農(nóng)業(yè)上，一些作物與卷心菜一樣喜歡涼爽的氣候，正好天上氣溫很低，所以可以考慮將風(fēng)箏整體擴(kuò)大，建造一個(gè)“空中農(nóng)場(chǎng)”。
另外，我們咨詢(xún)?nèi)毡倦x島協(xié)會(huì)時(shí)了解到，在緊急情況下，運(yùn)送病患到醫(yī)院要利用直升機(jī)，但直升機(jī)在晚上是無(wú)法飛行的。而我們的風(fēng)箏有著不會(huì)墜落的優(yōu)勢(shì)，因此可以實(shí)現(xiàn)全天的空中運(yùn)送。更進(jìn)一步發(fā)展，或許還能實(shí)現(xiàn)“空中城市”的夢(mèng)想。
雖然這些未來(lái)創(chuàng)想聽(tīng)起來(lái)像天方夜譚，但當(dāng)它們出自板倉(cāng)，這個(gè)致力于以風(fēng)箏發(fā)電這一奇妙研究的男人之口，又讓人對(duì)這些能夠改變未來(lái)的挑戰(zhàn)多了幾分真實(shí)感。
板倉(cāng)組長(zhǎng)
我們的下個(gè)目標(biāo)是將風(fēng)箏在5000米高空持續(xù)放飛8天，到目前為止的記錄是在2700米的高空持續(xù)放飛12小時(shí)。當(dāng)下，如何提高耐候性和可信賴(lài)性是個(gè)大課題。
一旦克服了這一難題，我們就可以將這項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用到氣象、通信等各個(gè)領(lǐng)域中。
最有望優(yōu)先導(dǎo)入該項(xiàng)技術(shù)的就是氣象領(lǐng)域。只要在海上放一架風(fēng)箏，在風(fēng)箏線上安裝能夠測(cè)量水氣含量的傳感器，通過(guò)實(shí)測(cè)“水氣量的垂直方向分布”就能獲得更精準(zhǔn)的氣象信息。
使用超級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)算該數(shù)值，便可更準(zhǔn)確且更提前地預(yù)測(cè)出線狀降水帶。
若能及時(shí)準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)大暴雨的到來(lái)，便可更好地保護(hù)民眾的人身、財(cái)產(chǎn)安全。更令人震驚的是，據(jù)說(shuō)該項(xiàng)目的研究成員們還被邀請(qǐng)參加過(guò)國(guó)家級(jí)別的氣象研究大會(huì)。
這是一項(xiàng)孕育著無(wú)限可能的技術(shù)，因此它被命名為“母艦項(xiàng)目”。
總是笑逐顏開(kāi)、暢想未來(lái)的板倉(cāng)身邊，聚集了越來(lái)越多的伙伴。而這些志同道合的伙伴們又會(huì)綻放出無(wú)限可能。今后，他們還將孕育出哪些別出心裁的研究成果，讓我們拭目以待！
