訂閱
糾錯(cuò)
加入自媒體

炒作還是創(chuàng)新?電動(dòng)飛機(jī)論

2008年,電動(dòng)車在油價(jià)上漲后東山再起。到了2018年,電動(dòng)航空也邁向了新的里程。幾十年來(lái),整個(gè)航空領(lǐng)域和航線都取得了進(jìn)展。1986年,埃爾伯特·L·伯特·魯坦(Elbert L Burt Rutan)首次完成了不著陸、不加油的環(huán)游世界。30年后,人類又實(shí)現(xiàn)了另一種環(huán)球旅行,也標(biāo)志了第一例電動(dòng)環(huán)行。這一宏大的旅程始于阿布扎比(阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)首都),在16個(gè)月之后,電動(dòng)飛機(jī)回到了開(kāi)始的地方。但是這架飛機(jī)所實(shí)現(xiàn)和以往不同,它既沒(méi)有排放,也沒(méi)有消耗燃料,它使用的是數(shù)塊太陽(yáng)能電池板、一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)和四塊41千瓦時(shí)的鋰離子電池。

這架電動(dòng)飛機(jī)稱為“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)(Solar Impulse 2)”,在它2016年完成首飛之后,就此改變了航空世界。從那時(shí)起,電動(dòng)商用飛機(jī)的愿景就不再是夢(mèng)想了。電動(dòng)飛行擁有明朗的未來(lái),它機(jī)不但能削減航空燃料的用量,還能減少排放,讓環(huán)境變得更加清潔。

根據(jù)歐洲委員會(huì)的說(shuō)法,飛機(jī)排放量目前約占?xì)W盟溫室氣體排放總量的3%、世界溫室氣體排放量的4%。這是一個(gè)相當(dāng)可觀的數(shù)字,而且還在以較高的速度增長(zhǎng)。如果實(shí)現(xiàn)電動(dòng)航空,那么這些不斷上升的排放量就會(huì)減少。從乘客的角度來(lái)看,電動(dòng)飛機(jī)也是一次突破,電動(dòng)飛機(jī)能夠降低出行費(fèi)用,減少旅途中的噪音,同時(shí)提高拉升的速度。電動(dòng)引擎能讓飛機(jī)在更高的海拔上維持良好的性能,而且還能降低空氣阻力,而與之相比,內(nèi)燃機(jī)的性能明顯不足。

挑戰(zhàn)

無(wú)論是炒作還是創(chuàng)新,電動(dòng)商用飛機(jī)仍舊道阻且長(zhǎng)。伯特·魯坦設(shè)計(jì)的“Long-EZ”是最近一次電動(dòng)飛行的實(shí)例。2012年,Long-EZ 是飛行速度最快的電動(dòng)飛機(jī)之一,時(shí)速可達(dá)每小時(shí)202.6英里,同時(shí)機(jī)上只運(yùn)載了一名乘客。相比之下,波音787的飛行時(shí)速為每小時(shí)585英里,載客量超過(guò)242人。所以就目前的技術(shù),直到2030年,商用航空最多用上混合動(dòng)力技術(shù)。

目前,美國(guó)宇航局正在開(kāi)展一項(xiàng)名為Electric Aircraft Testbed的項(xiàng)目。該項(xiàng)目正在研究電動(dòng)飛行的技術(shù)障礙。該試驗(yàn)臺(tái)的目標(biāo)是提高電動(dòng)飛機(jī)的效率同時(shí)減少飛機(jī)自身的重量。隨著技術(shù)的進(jìn)步,試驗(yàn)臺(tái)可以適應(yīng)更大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)。

另一個(gè)挑戰(zhàn)則是冷卻系統(tǒng)。電動(dòng)飛機(jī)飛行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生50千瓦到800千瓦的熱量,而冷卻系統(tǒng)則是要將這些熱量在飛行中排出。大功率電子設(shè)備的集成功率模塊需要冷卻系統(tǒng),其中最重要的是可以改善導(dǎo)熱性能的材料以及幫助散熱的輕量級(jí)系統(tǒng)。

電池技術(shù)

最重要的限制因素并非發(fā)動(dòng)機(jī)重量或飛機(jī)設(shè)計(jì),而是電池。目前的電池還不能達(dá)到電動(dòng)航空所需的功率重量比。噴氣燃料的能源產(chǎn)量比同等質(zhì)量的電池多43倍。而電動(dòng)航空業(yè)正在大力提高能量?jī)?chǔ)存技術(shù),也許能讓電池的能量密度每年上升5%到8%。只有實(shí)現(xiàn)了五倍于現(xiàn)在的能量密度,小規(guī)模的航空作業(yè)才有可能進(jìn)行。好消息是,飛機(jī)的設(shè)計(jì)也在提升,所以能源需求也會(huì)隨著時(shí)間的推移降低。

一旦一切都厘清了,我們就需要開(kāi)始解決另一個(gè)問(wèn)題,那就是如何快速更換電池,實(shí)現(xiàn)航班的無(wú)縫銜接。最好的解決方案是換電技術(shù),但這個(gè)解決方案也有阻礙,因?yàn)殡姵氐木S護(hù)成本高于燃?xì)鉁u輪,而且充電1500次之后就需要更換。

當(dāng)前的競(jìng)爭(zhēng)狀況

Zunum 航空是一家由波音公司和捷藍(lán)航空支持的公司,自2013年以來(lái),該公司一直在研究 10 座到 50 座的混合動(dòng)力電動(dòng)飛機(jī)。公司于2017年10月開(kāi)始開(kāi)發(fā)12座的飛機(jī),計(jì)劃在2020年飛行。該飛機(jī)在做短途飛行時(shí),涵道風(fēng)扇完全由電池供電,在航程加長(zhǎng)時(shí),發(fā)電機(jī)可提供1兆瓦至5兆瓦的電力。當(dāng)航程上升至700海里時(shí),燃?xì)鉁u輪將用于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)550千瓦的發(fā)電機(jī)。2018年2月,Zunum宣布公司正在建造該飛機(jī)的第一個(gè)原型。

E-Fan X則是空客公司與勞斯萊斯和西門子合作研發(fā)的混合動(dòng)力電動(dòng)飛機(jī),該飛機(jī)使用板載鋰離子電池為兩個(gè)電動(dòng)機(jī)供電。2014年,E-Fan X完成了首飛,航行時(shí)長(zhǎng)為60分鐘。在實(shí)現(xiàn)全電動(dòng)飛行的路上,公司希望能在2020年首先完成混合動(dòng)力飛行。

Eviation Alice是一架由以色列Eviation公司研發(fā)的電動(dòng)飛機(jī)。該飛機(jī)的特點(diǎn)在于它有三個(gè)螺旋槳,其中兩個(gè)分別安裝在翼尖,另一個(gè)在安裝在機(jī)身后方。該飛機(jī)擁有電力推進(jìn)系統(tǒng),其中95%的材料由合成材料構(gòu)成。該公司創(chuàng)立于2015年,目前正在生產(chǎn)的全電動(dòng)商用及通勤飛機(jī)的模型。

Wright Electric 旨在設(shè)計(jì)出航程小于300英里的商用電動(dòng)客機(jī)。公司成立于2016年,已從硅谷加速器中獲得風(fēng)險(xiǎn)投資。2017年9月,英國(guó)易捷航空公司宣布與Wright Electric合作,將在2027年開(kāi)發(fā)出180座的電動(dòng)飛機(jī)。

在未來(lái)的歲月里,即便街道上到處駕駛著電動(dòng)汽車,在電動(dòng)航空的道路上,我們?nèi)杂泻芏嗦芬。而在多年以后,?dāng)我們回望電動(dòng)航空的歷史時(shí),我們也會(huì)想起這一路上歷經(jīng)的坎坷,而在突破電池、引擎和設(shè)計(jì)上的障礙后,電動(dòng)航空事業(yè)終將傲然地起飛。

聲明: 本文系OFweek根據(jù)授權(quán)轉(zhuǎn)載自其它媒體或授權(quán)刊載,目的在于信息傳遞,并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé),如有新聞稿件和圖片作品的內(nèi)容、版權(quán)以及其它問(wèn)題的,請(qǐng)聯(lián)系我們。

發(fā)表評(píng)論

0條評(píng)論,0人參與

請(qǐng)輸入評(píng)論內(nèi)容...

請(qǐng)輸入評(píng)論/評(píng)論長(zhǎng)度6~500個(gè)字

您提交的評(píng)論過(guò)于頻繁,請(qǐng)輸入驗(yàn)證碼繼續(xù)

  • 看不清,點(diǎn)擊換一張  刷新

暫無(wú)評(píng)論

暫無(wú)評(píng)論

    文章糾錯(cuò)
    x
    *文字標(biāo)題:
    *糾錯(cuò)內(nèi)容:
    聯(lián)系郵箱:
    *驗(yàn) 證 碼:

    粵公網(wǎng)安備 44030502002758號(hào)