崛起的电动飞机

2008 年,电动车在油价上涨后东山再起。到了 2018 年,电动航空也迈向了新的里程。几十年来,整个航空领域和航线都取得了进展。

1986 年,埃尔伯特·L·伯特·鲁坦(Elbert L Burt Rutan)首次完成了不着陆、不加油的环游世界。30 年后,人类又实现了另一种环球旅行,也标志了第一例电动环行。

这一宏大的旅程始于阿布扎比(阿拉伯联合酋长国首都),在 16 个月之后,电动飞机回到了开始的地方。但是这架飞机所实现和以往不同,它既没有排放,也没有消耗燃料,它使用的是数块太阳能电池板、一个电动马达和四块 41 千瓦时的锂离子电池。

这架电动飞机称为“阳光动力 2 号(Solar Impulse 2)”,在它 2016 年完成首飞之后,就此改变了航空世界。从那时起,电动商用飞机的愿景就不再是梦想了。电动飞行拥有明朗的未来,它机不但能削减航空燃料的用量,还能减少排放,让环境变得更加清洁。

根据欧洲委员会的说法,飞机排放量目前约占欧盟温室气体排放总量的 3%、世界温室气体排放量的 4%。这是一个相当可观的数字,而且还在以较高的速度增长。如果实现电动航空,那么这些不断上升的排放量就会减少。

从乘客的角度来看,电动飞机也是一次突破,电动飞机能够降低出行费用,减少旅途中的噪音,同时提高拉升的速度。电动引擎能让飞机在更高的海拔上维持良好的性能,而且还能降低空气阻力,而与之相比,内燃机的性能明显不足。

挑战

无论是炒作还是创新,电动商用飞机仍旧道阻且长。

伯特·鲁坦设计的“Long-EZ”是最近一次电动飞行的实例。2012年,Long-EZ 是飞行速度最快的电动飞机之一,时速可达每小时 202.6 英里,同时机上只运载了一名乘客。相比之下,波音 787 的飞行时速为每小时 585 英里,载客量超过 242 人。所以就目前的技术,直到 2030 年,商用航空最多用上混合动力技术。

目前,美国宇航局正在开展一项名为 Electric Aircraft Testbed 的项目。该项目正在研究电动飞行的技术障碍。该试验台的目标是提高电动飞机的效率同时减少飞机自身的重量。随着技术的进步,试验台可以适应更大功率的发动机。

另一个挑战则是冷却系统。电动飞机飞行过程中会产生 50 千瓦到 800 千瓦的热量,而冷却系统则是要将这些热量在飞行中排出。大功率电子设备的集成功率模块需要冷却系统,其中最重要的是可以改善导热性能的材料以及帮助散热的轻量级系统。

电池技术

最重要的限制因素并非发动机重量或飞机设计,而是电池。

目前的电池还不能达到电动航空所需的功率重量比。喷气燃料的能源产量比同等质量的电池多 43 倍。而电动航空业正在大力提高能量储存技术,也许能让电池的能量密度每年上升 5% 到 8%。只有实现了五倍于现在的能量密度,小规模的航空作业才有可能进行。好消息是,飞机的设计也在提升,所以能源需求也会随着时间的推移降低。

一旦一切都厘清了,我们就需要开始解决另一个问题,那就是如何快速更换电池,实现航班的无缝衔接。最好的解决方案是换电技术,但这个解决方案也有阻碍,因为电池的维护成本高于燃气涡轮,而且充电 1500 次之后就需要更换。

当前的竞争状况

Zunum 航空是一家由波音公司和捷蓝航空支持的公司,自 2013 年以来,该公司一直在研究 10 座到 50 座的混合动力电动飞机。公司于 2017 年 10 月开始开发 12 座的飞机,计划在 2020 年飞行。该飞机在做短途飞行时,涵道风扇完全由电池供电,在航程加长时,发电机可提供 1 兆瓦至 5 兆瓦的电力。当航程上升至 700 海里时,燃气涡轮将用于驱动两个 550 千瓦的发电机。

2018 年 2 月,Zunum 宣布公司正在建造该飞机的第一个原型。

E-Fan X则是空客公司与劳斯莱斯和西门子合作研发的混合动力电动飞机,该飞机使用板载锂离子电池为两个电动机供电。2014 年,E-Fan X完成了首飞,航行时长为 60 分钟。在实现全电动飞行的路上,公司希望能在 2020 年首先完成混合动力飞行。

Eviation Alice 是一架由以色列 Eviation 公司研发的电动飞机。该飞机的特点在于它有三个螺旋桨,其中两个分别安装在翼尖,另一个在安装在机身后方。该飞机拥有电力推进系统,其中 95% 的材料由合成材料构成。该公司创立于 2015 年,目前正在生产的全电动商用及通勤飞机的模型。

Wright Electric 旨在设计出航程小于 300 英里的商用电动客机。公司成立于 2016 年,已从硅谷加速器中获得风险投资。2017 年 9 月,英国易捷航空公司宣布与 Wright Electric 合作,将在 2027 年开发出 180 座的电动飞机。

在未来的岁月里,即便街道上到处驾驶着电动汽车,在电动航空的道路上,我们仍有很多路要走。而在多年以后,当我们回望电动航空的历史时,我们也会想起这一路上历经的坎坷,而在突破电池、引擎和设计上的障碍后,电动航空事业终将傲然地起飞。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 216,240评论 6 498
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,328评论 3 392
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 162,182评论 0 353
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,121评论 1 292
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,135评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,093评论 1 295
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,013评论 3 417
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,854评论 0 273
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,295评论 1 310
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,513评论 2 332
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,678评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,398评论 5 343
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,989评论 3 325
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,636评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,801评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,657评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,558评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容

  • 相信有车的盆友都注意到了,最近的油价就像吃了炫迈,一路飙升,根本停不下来。究其原因石油理论上属于不可再生资源,将会...
    SAKURA_3edb阅读 468评论 0 0
  • 《故渊湖》 多少次,就这样钻进你的怀里 像一个走失归来的孩子 垂钓的人 一次次甩出长线 水波容纳了尘世 沅水以南,...
    心中的迷彩阅读 283评论 0 4
  • 需求: 最近在写关于蓝牙-采集数据然后用网页进行展示的平台;其中涉及到蓝牙数据的读取和数据的展示; 蓝牙数据的读取...
    helinyu阅读 273评论 0 1
  • 今天来到了一个很熟悉的地方,在这里肆意的奔跑,本来应该很开心,但是骤然间,物是人非的感伤如潮水般袭来,有着深...
    独孤九剑飞阅读 650评论 1 1
  • 时光的日程,一页页翻过,一些年华远了,一些岁月也就更近了。 翻开那些扉页,青春的记忆就像一朵花,在心里绽放,宛如初...
    沫使金樽空对月阅读 430评论 0 0