特斯拉电动飞机五年成真?

2003年成立的特斯拉,经过十几年的努力,已经让大部分车企认同电动车是未来的方向,那么电动车之后的 Next Big Thing 是什么呢?

长久以来,马斯克一直在谈论,所有的交通方式在某一时刻都将使用环保的电能动力,当然除了他的火箭公司。这样看来,他早已不满足陆地上的交通工具了,下一个Big Thing或许就是电动飞机。

在此前,马斯克更新了他对能量密度的预期时间表,以便让电池驱动的飞机能够充分提高。

于是,在社交媒体上,一位粉丝问马斯克,“飞机能靠电池飞行吗?还是没有足够强大的电池?”

“是的”,马斯克给出了肯定答案,但他也表示,“(电池驱动飞机)范围还是太有限了。随着电池能量密度的提高,这种情况将在未来几年发生改变。”

与传统燃料动力飞机相比,电动飞机的电推进系统可靠性高、低噪音、清洁、运营成本低等,在飞行过程中,飞机重量不会发生变化(燃料电池飞机除外),飞机的重心位置不变,起飞重量与着陆重量相等,着陆时刻相对灵活。

其实历史上第一款电动模型飞机在1957年就已经在英国试飞成功,但是之后的几十年内,这项节能技术一直处于停滞状态,随后燃料发动机全面超越电动推进系统。

一直以来,传统商用飞机强噪音、高油耗和污染问题备受诟病。以一架波音747为例,每飞行一海里需要燃烧19升航空煤油,油价上调,燃油成本已经占航空公司成本的三分之一。此外,欧盟规定航空公司再割肉15%的碳排放费用,让航空公司苦不堪言。

清洁飞行、高效使用燃料成为未来商用飞机的新标准。根据NASA 研究中心的罗杰·戴森(Rodger Dyson)介绍,世界各地的大型航空公司都在努力减少排放、噪音,以及降低运营和维修等成本,因此可以预计在未来,会有更多的飞机系统使用电力。

目前包括Uber可以提供一个名为“Elevate”的按需型全电动飞机网络,斯洛文尼亚飞机制造商Pipistrel推出的Alpha Electro全电动飞机,西门子和马格努斯的eFusion飞机等一系列电动飞机项目,但电池技术仍然需要改进,才能拥有像我们今天这样的商用飞机。

我们知道一般的客机,都是载满满仓的油。当有粉丝对电动力驱动飞机的重量产生怀疑后,马斯克是这样解释的:在能量密度方面,飞机燃料胜过电池,但效率的提高意味着你不需要那么多的能量,“喷气式飞机(燃油)的能量密度比锂离子要高得多,但是电动发动机的重量要轻得多,而且把储存的能量转化为运动的效果比内燃机好得多”。

而在几年前,这位特斯拉和SpaceX的首席执行官甚至表示,他有一个电动垂直起降(VTOL)飞机的设计方案——尽管他从未详细说明将该飞机投入生产的计划。

我们试想一下,特斯拉和 SpaceX 如果联手打造电动飞机,最大的瓶颈毫无疑问是电池能量密度,而马斯克显然从不是屈尊于混合动力的人。

按照他的原话,电池的能量密度每年进步10%-15%,如果达到400Wh/kg ,并且电池占飞机总质量70%~80%,接近化学燃料占火箭的重量,达到横跨美国东西海岸航程的电动飞机就足以让人信服。

根据马斯克的时间表,五年内电动飞机就能成型。

在马斯克眼里,电动飞机除了效率的另外一个优点是方便姿态控制,可以缩小升降舵和方向舵,甚至砍掉尾翼,从而降低阻力,整个机身都可以作为升力面的翼身融合结构。参考为了降低风阻系数砍掉后视镜,取消控制舵面,也是同样的逻辑。

航空公司们站在转型的十字路口,空客波音各自平稳布局,NASA的x-57电动实验飞机推动发展。且不说五年内到底能否实现,电动飞机的各项技术应该是愈发成熟。

值得一提的是,在国内,辽宁通用航空研究院研制的RX1E锐翔电动力轻型运动飞机已进入批量生产阶段,是中国民航管理局正式受理审定的第一个轻型电动飞机型号,作为世界上仅有的按照美国ASTM标准进行适航审定的四款飞机之一,电动飞机的中国步伐或许会大幅前进。


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