鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2021年09月26日
電動飛機有望2030年問世 電池選材有難度
搭乘飛機時,所有的乘客都無一例外能聽到飛機引擎巨大的轟鳴聲,坐在靠窗位置的甚至還能清楚看到引擎。不遠的將來,這種飛行體驗即將得到改變,乘客將再也聽不見、再也看不到飛機引擎,整個飛行旅程將十分安靜、舒適。今年年底前,全球首架兩座電力飛機將進行試飛,電力客機也有望在十幾年內(nèi)面世。
外觀變得更加有未來感、引擎發(fā)動全靠電力
據(jù)英國廣播公司報道,空中客車公司母公司歐洲宇航防務集團(近日宣布將從2014年一月一日起更名為空中客車集團)正在設(shè)計并開發(fā)一款采用電力驅(qū)動的飛機,其引擎由英國勞斯萊斯公司供應。
勞斯萊斯技術(shù)研發(fā)部總監(jiān)里克·帕克說:傳統(tǒng)的飛機看起來像根管子,只是外表多了一對翅膀和兩個引擎。而這款尚在設(shè)計中的新型飛機外形將更加像一個真正的飛行器,引擎位置將從傳統(tǒng)飛機的機翼下側(cè)移至飛機尾部,內(nèi)置在機身中;引擎數(shù)量也將從數(shù)個減至一個單一渦輪。這樣的設(shè)計不僅使飛機的外觀更具有未來感,也能顯著減少機艙因空氣阻力而受到的拖拽力。
與以往的電力驅(qū)動引擎完全不同,勞斯萊斯設(shè)想了一種全新的引擎,使用E-推力系統(tǒng),即分開式電力系統(tǒng)。歐洲宇航防務集團首席技術(shù)官讓·博蒂介紹說:尾部的渦輪確實與發(fā)電機相連,但卻不會對飛機出現(xiàn)任何推力,純粹只是為了驅(qū)動電力發(fā)動機。真正出現(xiàn)推進力的是位于機身兩側(cè)的6面渦扇。由于其大小遠小于傳統(tǒng)飛機的渦扇,因此這6面渦扇也是內(nèi)置在機身中的,具體位置在兩側(cè)機翼的上方,每側(cè)各3面。帕克說:我們不是在搞科幻,而是想在現(xiàn)有的技術(shù)條件下做出一些突破。
總體來說,這種飛機發(fā)動的基本原理類似于如今已經(jīng)上市的混合動力汽車:用電池作為能源儲存器,起飛時,飛機要的動力最大,電池和電力發(fā)動機將為渦扇機供應全部的動力;等平穩(wěn)飛行時,電力發(fā)動機在保證渦扇動力的同時,可將一部分多余的電力儲存進電池。
電池選材有難度、問世還需十幾年
這款飛機采用了某些目前仍未成熟的技術(shù),其中最關(guān)鍵的一項就是具有超導性的超導體。由于超導體幾乎沒有電阻,電流可以毫無阻力毫無損耗地在導線中形成強大電流,假如能飛機的發(fā)動機和電流儲存器能用上這種材料,就可以更輕、更薄,機身重量就可以更輕。但超導一般都要保持在接近零下200攝氏度的條件下,最高也僅有零下175攝氏度,假如真的采用超導材料的話,飛機就要自備低溫冷卻系統(tǒng)。帕克說:目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的超導材料幾乎都還在大學的實驗室里,如何把它們做成電線和真實的設(shè)備,這就是我們下一步面對的挑戰(zhàn)。
目前,歐洲宇航防務集團打算在一架小型兩座飛機上試驗其電力渦扇。這款小飛機翼幅達9米,使用兩個鋰鐵電池,分別安裝在兩翼下方。根據(jù)設(shè)計,這架小飛機能以每小時160公里的速度飛行一個小時。今年年底前,這架小飛機有望進行試飛。
由于還受限于電池存儲量、如何充電等問題,真正想在客運飛機上采用這種技術(shù)還要等上一段時間。帕克預計,距離真正問世不會太遙遠了,也許是2030年吧。反正我相信,在我有生之年,我一定有機會搭乘一次。
相關(guān)鏈接
波音公司也有類似的項目正在研究混合動力飛機。波音與美國國家航天局合作,正在研發(fā)一款名為蘇格電的油電混合動力飛機。這種飛機在起飛時還是使用傳統(tǒng)燃油,起飛后將自動轉(zhuǎn)為使用電力。在設(shè)計時,電池安放在飛機中部,可在登機口充電。
與傳統(tǒng)飛機相比,波音設(shè)計的這款混合動力飛機消耗的燃油量可減少70%,總能源使用量有55%可靠電力供應。
波音公司指出,傳統(tǒng)燃料燃燒的減少和綠色電力網(wǎng)格技術(shù)可以減少二氧化碳和一氧化二氮的排放量,混合動力電動推進器也可降低噪音。