lswcap
随着对混合动力和电动汽车的兴趣增加，越来越多的人开始思考未来飞机是否会由电力驱动。英国拉夫堡大学应用空气动力学家 Duncan Walker 解释了电动飞机的现状和未来。
据此，越来越多的环保主义者声称不乘坐飞机，他们对飞机排放大量二氧化碳的事实提出异议。当然，人们普遍认为航空航天工业会像汽车一样出现电力浪潮，但他指出，这是一个复杂的问题，而且规模很重要。
在小型飞机上使用电力作为动力已经成为可能。事实上，还进行了电动飞机的飞行实验。沃克承认，小型电动飞机有潜力在未来几年进入市场。但是，他说，当涉及到更多人使用时，您不能将大型飞机视为与小型飞机相同的飞机。
在大型飞机上使用电力的最大障碍是能量密度，而不是推进系统。飞机上使用的喷气燃料的能量密度是现代锂离子电池的 30 倍。因此，即使将喷气燃料替换为与其相同体积的锂离子电池，也存在无法提供飞行所需能量的问题。
例如，世界上最大的客机空中客车A380单次飞行可搭载600名乘客和货物，可飞行15000公里。但据计算，空客A380的燃油如果换成电池，只能飞行1000多公里。即使乘客和货物更换为电池，续航里程也只增加到不到2000公里。如果将电池容量增加30倍来维持现有的续航里程，这次起飞就太重了。
燃油占现有大型客机起飞重量的一半。这种重量和航程的权衡在长途飞行中是一个问题。普通飞机在减轻飞机重量的同时也消耗喷气燃料，而电动飞机由于电池重量变化很小，所以从头到尾保持相同的重量。
虽然大型客机的电气化难度较大，但在 5 至 10 个座位（占燃料总重量的 10 至 20%）的小型飞机上实现电力商业化是相对可能的。如果用电池代替现有的燃料，续航里程会缩短，但如果乘客空间减少 2 或 3 并且电池充满电，则可以制造飞行 1,000 次的飞机。公里与现有燃料飞行在 500 至 750 公里
以色列初创公司 Eviation 已经宣布推出一款名为 Alice 的电动小型飞机。埃利斯并没有简单地用电池代替喷气燃料，还创新了设计理念，例如将推进系统集成到机身中。 2022年投入使用时，它的目标是搭载9人，运输距离为1000公里。
埃利斯仍然专注于小型飞机的短途航班。但是电动飞机的一个潜在发展是锂空气电池的存在。锂空气电池是一种可以充放电空气中的氧气作为正极活性物质的电池，理论上可以达到与喷气燃料相同的能量密度。不过目前还只是处于试验阶段，安装在未来飞机上的前景还不得而知。
虽然锂空气电池的实际应用似乎还很遥远，但更现实的替代方案是混合动力飞机，它结合了使用传统喷气燃料的涡扇发动机推进系统和电力推进系统。这个想法是由 E-Fan X 驱动的，E-Fan X 是一种由空客、劳斯莱斯和西门子联合开发的混合动力电力推进系统。
该项目推进了将四台涡轮风扇发动机中的一台扩展为由电动机驱动的推进风扇的计划，使用可容纳 100 人的喷气客机 BAe 146。空客计划到 2030 年将混合动力飞机技术商业化，并在 100 座客机上投入实际应用。
除了电池改进之外，NASA 还提出了混合翼体 (BWB) 的想法，该想法是通过集成机翼和机身而设计的，比现有飞机更高效。 BWB商业化需要较大的设计变更，存在诸多技术挑战。虽然没有大型飞机制造商积极追求，但据说飞机能耗最多可以降低20%。
毕竟，替代传统喷气燃料涡扇发动机的实用性尚不存在。因此，据说各大飞机制造商都在大力投资改进发动机技术。据估计，未来 10 年，航空公司将在航空技术开发和性能方面投资约 1.3 万亿美元。例如，罗尔斯·罗伊斯最新的发动机，罗尔斯·罗伊斯遄达 XWB，是世界上最高效的大型飞机发动机。据称，搭载它的空客A350 XWB比上一代飞机降低了25%的运营成本、油耗和二氧化碳排放量。通过这项技术，每家航空公司都旨在减少二氧化碳排放，同时改进现有的喷气发动机技术。相关信息可以在这里找到。
Add comment