鉅大LARGE | 點擊量：707次 | 2022年09月08日
電池技術拖累行業變革純電動飛機出現至少還需20年
在日益興起的環保意識下，電動汽車的大潮正洶涌襲來，與此同時，隨著個人飛行器概念的興起，電動飛行器也成為科技行業的研究目標之一。在如今的美國，有超過12家創業公司，正在研發使用電池或采用混合動力的飛行器。他們之中甚至有人認為，在下個10年，我們就能在零排放的情況下，享受美妙的空中旅途。
這些公司目前研究的新式飛行器，既不像《大眾科學》舊刊上的復古未來主義模型，也不像《銀翼殺手》和《回到未來》中那種反重力的科幻飛行器。更確切地說，它們大多是由輕質碳纖維制成的超薄、未來派的飛機-直升機混合體。但是，要讓一人大小的飛行器能夠垂直起降、安全操作，還要能商業化，這幾乎完全依賴于電池技術的進步。
此外，至少有20家公司正在制定空中出租車計劃，包括波音、空客和網約車巨頭Uber等。幾乎所有公司都承諾，將會專門為這一計劃生產電池供電的飛機，以防止直升機和噴氣式飛機在城市中呼嘯來去帶來的噪音和污染。
但是，不像特斯拉能夠從Model3或Chevy的工業設計中擠出幾分冗余，將原來的300英里續航提高至500英里，在飛行器上，依照現在的電池性能，設計上再怎么優化，也不足以讓一架雙座小飛機飛上幾英里。
能量密度——單位體積內的包含的能量——是測試某種能源是否可用的關鍵標準以如今的技術，任何能夠塞進飛機的電池，其所能容納的能量都不足以使飛機離開地面。具體一點說，燃油供應的能量是同樣重量的電池的43倍。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
那么，電動器可能出現嗎?要想讓電池在小型器中發揮用途，它們至少要達到當前能量密度的5倍左右。按照當前電池能量密度每年新增5%到8%的進步速度，20年后，這是有可能的。以目前電池和電動引擎技術的發展速度來看，在2030年，就連混合電力技術也不太可能被用于商業。
專家阿布拉菲亞(RichardAboulafia)說，相較于純電動飛機，“混合動力技術更加有前途，更為現實，在本世紀30年代就有可能實現?！?/p>
近年來，電池動力飛行器已經取得了一些重大進展。2016年六月，一架太陽能飛機完成了長達一年的環球飛行(全球首次)。這架“陽光動力2號”的表面安裝了17000個光伏電池，為其發動機供應動力，并在白天為電池充電。即便如此，為了節省重量，飛機仍然砍掉了許多東西：機艙沒有加壓、沒有暖氣、只能容納1名飛行員，且只能以每小時30英里的地速(相有關地面的速度)，比普通飛機慢18倍左右。雖然“陽光動力2號”在電動飛機路上邁出了積極一步，但它也展示了前路的漫長。
由著名工程師魯坦(BurtRutan)設計的朗歐薩，是這條路上另一個里程碑。2012年，它成為飛行速度最快的電動飛機之一，以每小時202.6英里的速度，實現載人飛行。然而，波音787可以以每小時585英里的速度飛行，是“陽光動力2號”和“242號”的2倍多，更何況，它上面還可搭載242名乘客。
幸好，一些創業公司并沒有被這些挑戰嚇倒。ZunumAero是一家由波音HorizonX和捷藍支持的創業公司，它的目標是到2022年，將載有12名乘客的混合動力噴氣式飛機送上天空。與此同時，空客E-FanX也正與羅爾斯?羅伊斯、西門子合作開發混合電力原型機。而由拉里?佩奇(LarryPage)創辦的KittyHawk，剛剛開始銷售其電動單座短途飛行機。它看起來有點像一個裝在兩個浮筒上的雪橇，周圍環繞著一堆無人機相同的旋翼。
Uber預計，到2020年，其電動垂直起降飛機將進行試飛。為此，他們最近專門從特斯拉挖來了電池專家米科爾扎克(CelinaMikolajczak)，負責研發一種既強大又輕盈的電池，使其能夠使用在他們的飛機-直升機混合體空中的士上。
“電池化學技術將越來越先進，”米科爾扎克在今年五月的洛杉磯Uberlift大會上說，“因此，這意味著電動飛機的未來也正變得越來越好”。
但是米科爾扎克也指出，激進的電池技術帶來了更高的風險。她說，他們面對的挑戰是，要確保飛機上發生火災時，不會造成災難性的后果。“我們已經研究出方法，讓這些電池組在即使是在最極端的情況下，也不會劇烈爆炸。”
去年五月，一架實驗性電動飛機從布達佩斯附近的一個機場起飛后不久墜毀，飛行員和乘客遇難。飛機制造商表示，事故原因尚不清楚，但目擊者稱，他們看到飛機在低空飛行，然后起火，緊接著近乎垂直地俯沖最低。假如飛機確實在空中著火，電池肯定是。協助制造這架MagnuseFusion飛機的西門子正在檢測飛機的大功率電機和高密度電池。
這場悲劇是新興電動飛行領域的一次重大挫折，也是一個明顯信號：用電池替代燃油并不容易，也不可能在短時間內取得突破。
