(圖源：NASA)

2008年褒繁，由于油價(jià)上漲，電動(dòng)汽車經(jīng)歷了重生。現(xiàn)在是2018年冒瞎，是時(shí)候重新開始了——在電動(dòng)航空領(lǐng)域。

在過去的幾十年里杀终，航空領(lǐng)域的各個(gè)領(lǐng)域都取得了進(jìn)展洛怠。1986年，伯特·魯坦(Burt Rutan)首次在世界各地直飛息聪、不加燃料地飛行眉崩。

30年后的今天，又一次環(huán)球旅行結(jié)束了员研，這標(biāo)志著第一次電動(dòng)環(huán)球航行徙蜓。這一崇高的旅程開始于阿布扎比機(jī)場(chǎng)，16個(gè)月后回到了起點(diǎn)阶质。

這架飛機(jī)不同于以往的其他飛機(jī)僻匿，它不排放廢氣，也不燃燒燃料酿傍。取而代之的是烙懦，它使用了太陽(yáng)能電池板、電動(dòng)機(jī)和四塊41千瓦時(shí)的鋰電池赤炒。

它被稱為“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”(Solar Impulse 2)氯析，它在2016年完成飛行后改變了航空世界。

從那時(shí)起莺褒，電動(dòng)商用飛機(jī)的前景就從夢(mèng)想變成了可能掩缓。

包括電動(dòng)飛行在內(nèi)的未來是一個(gè)積極的前景雪情，它將減少當(dāng)前航空的燃料使用，減少排放你辣，并創(chuàng)造一個(gè)更清潔的環(huán)境巡通。

根據(jù)歐盟委員會(huì)的數(shù)據(jù)，飛機(jī)排放目前約占?xì)W盟溫室氣體排放總量的3%舍哄，約占全球溫室氣體排放總量的4%宴凉。

這是一個(gè)相當(dāng)重要的百分比，而且增長(zhǎng)速度很快表悬。

相比之下蓄帐，從倫敦到紐約的航班上每人的排放量大致相當(dāng)于一個(gè)人在歐盟一年的供暖時(shí)間。

有了電動(dòng)航空俏川，這些不斷增加的排放可以減少警钥。歐盟雄心勃勃的目標(biāo)是到2030年將溫室氣體排放量減少1990年水平的40%，到2050年減少1990年排放量的80%符殊。

從乘客的角度來看晒躺，電動(dòng)飛機(jī)是一個(gè)巨大的勝利。新飛機(jī)將帶來更便宜的票價(jià)倘秸、更低的噪音和更高的爬升速度焙句。

有了電動(dòng)引擎，飛機(jī)就能在空氣阻力較小的高海拔地區(qū)保持性能叔抡，而不像燃燒引擎在這些海拔地區(qū)效率較低。

因此绒双，飛機(jī)引擎的功率必須降低躬源，才能產(chǎn)生等效的速度。

挑戰(zhàn)

盡管圍繞著電動(dòng)飛行的理想而有許多大肆宣傳和創(chuàng)新还织，我們的電動(dòng)引擎驅(qū)動(dòng)的商業(yè)飛行仍有很長(zhǎng)的路要走拆座。

Burt-Rutan設(shè)計(jì)的Long-EZ是最近電動(dòng)飛行的一個(gè)例子。2012年冠息，作為最快的電動(dòng)飛機(jī)之一挪凑，這架飛機(jī)以每小時(shí)202.6英里的速度飛行，搭載了一名乘客逛艰。

相比之下躏碳，波音787客機(jī)的飛行速度為每小時(shí)585英里，載客量超過242人散怖。

還有很長(zhǎng)一段路要走菇绵，以目前電池和發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的速度，直到2030年電動(dòng)商業(yè)航空才會(huì)出現(xiàn)镇眷，甚至混合動(dòng)力技術(shù)也將被用于商業(yè)航空咬最。

目前翎嫡，美國(guó)國(guó)家航空航天局正在進(jìn)行一項(xiàng)名為“美國(guó)國(guó)家航空航天局電動(dòng)飛機(jī)試驗(yàn)臺(tái)”的項(xiàng)目。

這個(gè)項(xiàng)目著眼于目前電動(dòng)飛行的技術(shù)障礙永乌。有了這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)惑申，提高效率和減少重量是目標(biāo)。

隨著技術(shù)的進(jìn)步翅雏，試驗(yàn)臺(tái)可以適應(yīng)為越來越大的發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力镇纳。

另一個(gè)存在的挑戰(zhàn)是創(chuàng)造一個(gè)實(shí)用的可以使用的冷卻系統(tǒng)。

這些系統(tǒng)的熱管理將需要一個(gè)系統(tǒng)哮霹，在飛行中可以排出50到800千瓦的熱量宰孙。用于大功率電子的集成電源模塊需要一個(gè)冷卻系統(tǒng)。

為了提高熱性能墅轩，需要開發(fā)材料坚哲，并開發(fā)一個(gè)用于電力電子冷卻的輕型系統(tǒng)。為了降低飛機(jī)的電阻付昧，需要超導(dǎo)性和超冷電子學(xué)御欢。

目前最重要的限制因素不是發(fā)動(dòng)機(jī)的重量，也不是飛機(jī)的設(shè)計(jì)严齿，而是電池升碱。目前的電池不能提供可行的電力航空所需的動(dòng)力重量比。

目前骄闺，飛機(jī)燃料產(chǎn)生的能量是同等質(zhì)量電池的43倍是酣。

電力航空工業(yè)正押下重注，認(rèn)為能源儲(chǔ)存技術(shù)將在未來顯著改善剃袍。這是有可能的黄刚，電池能量密度每年上升5%到8%。

要使電池在經(jīng)濟(jì)上可行的小型航空領(lǐng)域工作民效，它們需要達(dá)到當(dāng)前密度的五倍憔维。

好消息是飛機(jī)的設(shè)計(jì)越來越好，隨著時(shí)間的推移畏邢，需要的動(dòng)力越來越少业扒。

一旦所有這些都解決了，還存在另一個(gè)問題舒萎。

如何快速有效地更換電池程储，使飛機(jī)從著陸到搭載新乘客和起飛有一個(gè)快速的周轉(zhuǎn)時(shí)間?

最好的解決方案是更換電池，但即使是這種解決方案也有其困難臂寝。電池的維護(hù)成本比燃?xì)廨啓C(jī)要高虱肄，除此之外，充電周期僅為1,500次就需要更換電池。

此外咏窿，當(dāng)這些電池需要充電時(shí)斟或，用電量最高。

當(dāng)前的競(jìng)爭(zhēng)

Zunum Aero是一家由波音和捷藍(lán)航空(JetBlue)支持的公司虫喝，該公司自2013年以來一直致力于生產(chǎn)10到50座的混合動(dòng)力支線客機(jī)肮插。

他們?cè)?017年10月開始開發(fā)一款12座的飛機(jī)，目標(biāo)是在2020年投入飛行俊揣。

該設(shè)計(jì)包括一系列混合管道風(fēng)扇晚惊，這些風(fēng)扇僅由電池供電，用于短途旅行;還有一個(gè)可提供1兆瓦至4-5兆瓦功率的擴(kuò)展發(fā)電機(jī)乐太。

一架燃?xì)鉁u輪機(jī)將被用來驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)550千瓦的發(fā)電機(jī)宛蒲，以便將飛機(jī)的航程擴(kuò)展到700海里。

2018年2月莉孽，Zunum公司宣布將建造其首個(gè)原型機(jī)恼稠。

空客E-Fan X公司正與羅爾斯?羅伊斯公司和西門子公司共同開發(fā)，想成為混合動(dòng)力航空領(lǐng)域的先行者火晕。

這款飛機(jī)的研發(fā)工作是在空中客車E-Fan的基礎(chǔ)上完成的来锥。E-Fan是一種兩座的原型電動(dòng)飛機(jī)，正在由空中客車公司開發(fā)液珠。它使用車載鋰離子電池為兩個(gè)電動(dòng)機(jī)供電腥例。

這款E-Fan于2014年首次試飛，續(xù)航時(shí)間為60分鐘酝润。E-Fan X包括電機(jī)和發(fā)電機(jī)燎竖，它們不是低溫冷卻的，也不是超導(dǎo)的要销，導(dǎo)致效率損失超過15%构回。

他們希望在制造全電動(dòng)飛機(jī)的過程中創(chuàng)造出一種能夠在2020年飛行的混合電力模型，同時(shí)進(jìn)一步發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)蕉陋。

Eviation Alice是以色列的一種電動(dòng)飛機(jī)，正在由Eviation Aircraft研制拨扶。

這架飛機(jī)有三個(gè)螺旋槳凳鬓，兩個(gè)在翼梢，一個(gè)在機(jī)身后部患民。這架飛機(jī)采用電力推進(jìn)系統(tǒng)缩举，由95%的復(fù)合材料制成。

該公司于2015年成立匹颤，目前正在生產(chǎn)其所有電力業(yè)務(wù)和通勤飛機(jī)的首個(gè)原型仅孩。

萊特電氣(Wright Electric)是一家初創(chuàng)公司，目標(biāo)是開發(fā)一種商用客機(jī)卡催，使用電池责名，飛行距離不超過300英里溶迹。

該公司成立于2016年，已獲得硅谷加速器Y Combinator等集團(tuán)的風(fēng)險(xiǎn)投資液炼。

2017年9月剩织，英國(guó)廉價(jià)航空公司易捷航空(EasyJet)宣布，將與萊特電氣(Wright Electric)合作開發(fā)一款180座的電動(dòng)飛機(jī)枕络，計(jì)劃在2027年研發(fā)硬拴。

到目前為止，該公司已經(jīng)研發(fā)出了一款雙座的概念機(jī)搜澈，其中包含600磅的電池魁济。

(圖源：Wright Electric)

Ampaire是一家最近成立的公司，目前正在承擔(dān)一項(xiàng)重大任務(wù)乏傀，開發(fā)一款改裝后的電動(dòng)飛機(jī)孙已，目標(biāo)是在2020年底前獲得美國(guó)聯(lián)邦航空管理局(FAA)的認(rèn)證。

這架飛機(jī)將能搭載7-9名乘客四爹，航程可達(dá)100英里顾翼。

該公司希望開發(fā)一個(gè)電池交換系統(tǒng)，并希望明年試飛奈泪。

Joby航空公司在過去的十年里一直在從頭開始開發(fā)他們自己的電動(dòng)馬達(dá)和他們目前的VTOL設(shè)計(jì)适贸。

該公司最近獲得了1億美元的B系列融資，以準(zhǔn)備生產(chǎn)和認(rèn)證涝桅。

據(jù)報(bào)道拜姿，這款新型汽車目前正在研發(fā)中，只要充電一次就能飛150英里冯遂。這對(duì)于一架電動(dòng)飛機(jī)來說是非常重要的蕊肥，并且可以在商業(yè)航空領(lǐng)域內(nèi)用于非常短途的飛行。

在未來的歲月里蛤肌，街道上到處都是電動(dòng)汽車壁却，讓我們不要忘記，要讓我們的天空和我們的道路一樣裸准，還有很長(zhǎng)的路要走展东。

當(dāng)我們走在通往成功的電動(dòng)飛機(jī)的漫長(zhǎng)道路上時(shí)，我們將會(huì)想起成功的電動(dòng)汽車所經(jīng)歷的危險(xiǎn)旅程炒俱。

一旦突破了電池盐肃、引擎和設(shè)計(jì)的障礙，這些飛機(jī)將很快起飛没靖。

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