空中普銳斯:使用電池來(lái)輔助燃料發(fā)電機(jī)

電力推進(jìn)將向空中領(lǐng)域發(fā)展,就像在地面上一樣,最初使用電池來(lái)輔助燃料發(fā)電機(jī)。電動(dòng)飛機(jī)之所以被視為航空業(yè)重大技術(shù)變革的關(guān)鍵一步,是因?yàn)樗鼈儗⒃俅窝堇[汽車(chē)工業(yè)剛剛開(kāi)始的從內(nèi)燃機(jī)到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)移。


電力推進(jìn)將向空中領(lǐng)域發(fā)展,就像在地面上一樣,最初使用電池來(lái)輔助燃料發(fā)電機(jī)。


我坐進(jìn)一架堪稱(chēng)全球最特別的飛機(jī)的駕駛艙里,這是一架名為330LE的兩座訓(xùn)練機(jī),由艾克斯特飛機(jī)公司制造,配備的電動(dòng)馬達(dá)來(lái)自西門(mén)子公司。西門(mén)子公司雖然規(guī)模宏大,但航空領(lǐng)域并不是它的強(qiáng)項(xiàng)。我剛把腳從控制踏板上移開(kāi),駕駛員就啟動(dòng)飛機(jī)了。


螺旋槳立即飛速旋轉(zhuǎn),變得透明。但它特別安靜,我們可以不戴耳麥輕松地聊天,這也是電動(dòng)飛機(jī)的首要特征。

 

飛機(jī)在布達(dá)佩斯郊外一處草地上的小型跑道上開(kāi)始滑行。當(dāng)時(shí)是上午10點(diǎn)鐘,天氣晴朗,遠(yuǎn)處是一片片的農(nóng)田。飛機(jī)突然起飛,開(kāi)始大角度爬升,地面上的房屋也顯得越來(lái)越小。飛機(jī)下方的一頭奶牛甚至都沒(méi)抬頭看我們。這種與特斯拉Model S的“瘋狂模式”相同的航空加速是電動(dòng)飛機(jī)的另一個(gè)特征。并且這種電動(dòng)馬達(dá)的所有性能都可以即時(shí)體驗(yàn)到。


接下來(lái),飛機(jī)進(jìn)行了俯沖、轉(zhuǎn)向和上升等操作,我感覺(jué)我的五臟六腑都移位了。登機(jī)之前,西門(mén)子布達(dá)佩斯研究中心的負(fù)責(zé)人蓋爾蓋伊?喬治亞?巴拉茲(Gergely Gy?rgy Balázs)略帶歉意地表示,僅有一架半特技表演的飛機(jī)。(所幸全特技表演的飛行員出差了。)

 

15分鐘令人興奮的飛行后,電池電量消耗了一半,剩下不到10千瓦時(shí),也是時(shí)候返回地面了。這也是電動(dòng)飛機(jī)的最后一個(gè)特征。盡管現(xiàn)在的鋰離子電池(電池架就在駕駛員座艙的前方)的容量比幾年前要大,但還是抵不上一箱汽油。所以,全電動(dòng)飛機(jī)在未來(lái)幾年內(nèi)將僅限于短途飛行,大多是鄰近區(qū)域而非城市之間的飛行。


航空業(yè)溫室氣體的排放量占全球的2%~3%。但由于大量的氣體被排入了平流層,所以造成該行業(yè)的有效減排對(duì)于整體的影響更大。隨著航空旅行的增加以及電力和汽車(chē)等其他排放源的減少,在未來(lái)幾十年,航空業(yè)占整體排放的份額將會(huì)急劇上升。


2016年,23個(gè)國(guó)家同意按照聯(lián)合國(guó)機(jī)構(gòu)國(guó)際民航組織(ICAO)的標(biāo)準(zhǔn),自2020年起開(kāi)始限制商用飛機(jī)的碳排放。因此,全球的研究者現(xiàn)在都致力于研究減少碳排放的方法。


但如果僅限于這種距離近得可笑的短途飛行,電動(dòng)飛機(jī)又如何發(fā)揮作用呢?電動(dòng)飛機(jī)之所以被視為航空業(yè)重大技術(shù)變革的關(guān)鍵一步,是因?yàn)樗鼈儗⒃俅窝堇[汽車(chē)工業(yè)剛剛開(kāi)始的從內(nèi)燃機(jī)到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)移。也許再過(guò)15年,油電混合動(dòng)力飛行器將應(yīng)用在短中途航線中。混合動(dòng)力飛機(jī)使用燃料,但用得很節(jié)省。


拜耳航空公司首席執(zhí)行官喬治?拜耳(George Bye)說(shuō):“我們?cè)谛⌒碗姵貏?dòng)力訓(xùn)練機(jī)方面的研究將會(huì)產(chǎn)生巨大影響,因?yàn)閺奈锢韺W(xué)上來(lái)講,我們的改進(jìn)是可行的!蹦壳,拜耳與西門(mén)子達(dá)成合作,西門(mén)子計(jì)劃為其生產(chǎn)的電動(dòng)訓(xùn)練機(jī)提供馬達(dá)!安贿^(guò)飛機(jī)要想實(shí)現(xiàn)更快的速度和更高的質(zhì)量,就需要混合配置。航空業(yè)正致力于實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。”


當(dāng)前我們需要混合動(dòng)力機(jī)型,因?yàn)槊壳Э撕娇杖剂蟽?chǔ)存的能量為12.5千瓦時(shí),而每千克鋰電池僅能儲(chǔ)存0.16千瓦時(shí),其中包括封裝重量和保持電池安全性的其他裝置。


要想將混合動(dòng)力成功應(yīng)用于航空領(lǐng)域,還需要許多先進(jìn)技術(shù)。這些技術(shù)當(dāng)然可以通過(guò)制造混合動(dòng)力飛機(jī)的研發(fā)項(xiàng)目來(lái)實(shí)現(xiàn);但更重要的是,諸如西門(mén)子這類(lèi)公司將努力引入電動(dòng)飛行器,并打造一個(gè)未來(lái)產(chǎn)業(yè)——城市載人空中出租車(chē),數(shù)量將超過(guò)無(wú)人機(jī)。西門(mén)子公司正在與空中客車(chē)公司合作開(kāi)發(fā)一項(xiàng)名為“城市空中巴士”的全電動(dòng)項(xiàng)目。空客公司同時(shí)還在其硅谷的子公司開(kāi)展了另一項(xiàng)名為“伐訶納”(Vahana)的項(xiàng)目。還有很多其他的初創(chuàng)公司也在推進(jìn)相關(guān)技術(shù),如中國(guó)的億航公司在今年年初首次公開(kāi)演示了一名工程師駕乘一架八旋翼直升機(jī)飛上天空的過(guò)程。

 



作者:Philip E. Ross 來(lái)源:悅智網(wǎng) 責(zé)任編輯:jianping

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