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2023.11.02

豐田員工為何要研究放風(fēng)箏?

目錄

? 通過放風(fēng)箏來“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谖磥砜梢蕴峁┠茉础?/p>

豐田作為汽車公司,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......

通過放風(fēng)箏來“發(fā)電”

我們來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)部門的成員,以及汽車研發(fā)人員、負(fù)責(zé)計(jì)算模擬的人員組成,他們一起研究通過放風(fēng)箏來發(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。

“通過放風(fēng)箏發(fā)電”,這項(xiàng)研究聽起來有些異想天開,但其背后卻有著更深層次的原因。

R-開拓部 板倉英二 母艦項(xiàng)目組長(zhǎng)

我們國(guó)家的大部分能源都依賴進(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),就是研究未來的能源安全這一社會(huì)問題。

為了提高能源自給率,我們從2018年開始研究,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)。

日本上空的偏西風(fēng)風(fēng)速是世界上最強(qiáng)的

板倉組長(zhǎng)

據(jù)說我們國(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“放風(fēng)箏”來發(fā)電。

大多數(shù)的專家覺得這一想法“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)無人機(jī)和飛艇來說都是很難做到的。

有同伴,才能飛

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。

板倉組長(zhǎng)

過去我們國(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。他們幫助我們通過試錯(cuò)來解決難題與挑戰(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),收到了來自世界各地的對(duì)膜材的需求。日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)也表示愿意和我們共同開發(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),板倉激動(dòng)地通過無線廣播說道:“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。

后來,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,周圍還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......

板倉組長(zhǎng)

燈光下聚集了大量昆蟲,我從未見到這種恐怖的景象,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,此前他們討論過無數(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),板倉去了一個(gè)地方,在那個(gè)地方能看到什么?

在湖西市的發(fā)現(xiàn)

板倉前往的是豐田集團(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)板倉訪問湖西市政府時(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。

放風(fēng)箏竟然也有工資拿?

致力于研究工作的板倉笑著調(diào)侃道:當(dāng)初家人們都說我“在靠放風(fēng)箏拿工資”。

雖然家人會(huì)拿這件事開玩笑,但板倉的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),我剛一開口他就問我道‘你就是那個(gè)靠放風(fēng)箏拿工資的名人吧’?!?/p>

據(jù)說,在板倉向內(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!”板倉聽后大受鼓舞。

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。由于它的載重比無人機(jī)大,因此能夠搬運(yùn)無人機(jī)無法承載的重物,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)電還異想天開的創(chuàng)意等待實(shí)踐。

板倉組長(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?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。

雖然這些未來創(chuàng)想聽起來像天方夜譚,但當(dāng)它們出自板倉,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)這些能夠改變未來的挑戰(zhàn)多了幾分真實(shí)感。

板倉組長(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,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)說該項(xiàng)目的研究成員們還被邀請(qǐng)參加過國(guó)家級(jí)別的氣象研究大會(huì)。

這是一項(xiàng)孕育著無限可能的技術(shù),因此它被命名為“母艦項(xiàng)目”。

總是笑逐顏開、暢想未來的板倉身邊,聚集了越來越多的伙伴。而這些志同道合的伙伴們又會(huì)綻放出無限可能。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!

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