電動飛機打破電池技術局限 未來十年搶佔市場

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歐洲最大的航空公司EasyJet周三宣布，其目標是在未來十年內開始參與電動飛機的服務。EasyJet將與名為Wright Electric的航空創業公司合作，使這一願景成為現實。

這些公司有著雄心勃勃的目標：他們想研發的飛機可以搭乘120到220名乘客和335英里（540公里）的續航距離。這很顯然是一項巨大的挑戰。問題根本是物理學問題：噴氣燃料的能量密度是方式高於電池的能量密度。因此當一架常規飛機在加油前可以行駛數千英里，電動飛機只能運行一段距離要續充電量。

NASA科學家肖恩·克拉克（Sean Clarke）在星期四給阿爾斯的電子郵件中表示，電動飛機技術還有很大的進步空間。克拉克對Ars表示：「電力推進系統可能比市場預期的更快，因為它們可以更有效率。Clarke認為，不僅電池性能穩步提高，而且還有改善電動機性能的方法，從而減少現有電池技術的使用範圍。

而且還有另一種方式來捕捉電動飛機的大部分優勢，同時仍然達到合理的範圍。一個名叫Zunum Aero的西雅圖公司正在開發一種將電池電力與常規發電機相結合的電動飛機。Zunum預計其第一架目標是在2020年初推出的飛機將有700英里的距離，遠遠超過了美國和世界各地流行的短途航線。

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噴氣燃料的特定能量為每千克12,000瓦特，克拉克解釋說。為了比較電池系統的工作時間為每公斤約200瓦特。噴氣燃料是電池儲存能量的約60倍。這一點被電動機比噴氣發動機高出三倍的事實抵消了這一點。但這仍然意味著你可以用一公斤的噴氣燃料進行更多的比較，可以用一公斤的電池。據Clarke介紹，市場上最好的電動飛機之一，Alpha Electro，範圍約80英里。這是由噴氣燃料提供的傳統飛機的一小部分，遠遠低於其引用的335英里的目標。

美國宇航局自己的實驗性X-57電動飛機項目的領導Clarke 說道，儘管電池電量有限，但電動飛機具有非常好實際的前景。對於初學者來說，電池技術每年都在提高約7％。如果這樣的進步繼續下去，電池將在今後十年內保持大約兩倍的能源。而且，通過重新設計飛機，與傳統噴氣發動機比較輕，可靠的電動機的優點也可以提高效率。

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例如，克拉克計劃將X-57上的螺旋槳移動到機翼的邊緣。他說：「這可以通過減少由多達翼尖形成的渦流引起的阻力來提高飛機的效率，但這對氣體燃燒發動機來說並不是真的可行，因為它們在翼尖處太沉重。」

此外，他還說：「即使發動機失效，飛機仍然需要運行，如果剩下的發動機處於翼尖，這種方法是不可行的。電動馬達可能變得如此可靠，使馬達完全失效是不可靠的。 「

混合系統可以彌合差距

Jeff Engler是Wright Electric公司的首席執行官，創始人EasyJet表示，將在未來十年內為其提供電動客機。恩格勒周四在接受媒體電話採訪時，坦承說道："335英里的預計範圍超出了當今鋰離子電池的能力，鋰離子電池技術可能未能在未來十年內快速提升可以達到目標。"該公司仍處於設計飛機的早期階段，Engler表示，該公司正在考慮採用多種替代方法。「我們正在研究其他電池技術：鋰硫，鋁空氣和燃料電池。」

恩特勒表示，萊特電氣也在研究混合動力方式，他們使用「渦輪發動機作為增壓器」。他指出這種方法的一個優點是飛機總是需要額外的燃料來提供安全的餘地。額外的燃料比額外的電池要輕得多，大部分航班的備用燃料不會燃燒，從而最大限度地減少對環境的影響。

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Zunum Aero正在計劃搭建混合動力飛機，並允許它提供比EasyJet更長的飛行距離。Zunum首席營銷人員Sandi Hwang Adam在星期五的電話採訪中說：「我們的飛機在20世紀20年代初飛行700英里，到2030年將達到1000英里。」

Zunum計劃通過建造10至50名乘客的飛機開始小型化。亞當說，與傳統飛機相比，電動推進系統應該將噪音降低75％。碳排放量可以減少多達80％。「我們還設計了飛機，所以它的電池技術是不可知的，」早期飛機將嚴重依賴車載發電機的輔助電源。不過她說：「你可以很容易地更換電池。」 由於能源密度較高的電池可用，航空公司將能夠將其交換到現有的飛機上，從而可以從電池中吸取更多的電力，減少燃燒化石燃料的能源。

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任何時候，電動飛機都不會取代常規飛機。能源密度的巨大差距意味著長距離航班在可預見的將來仍然是常規飛機的領域。但亞當斯，克拉克和恩格勒都設想了一個未來，短距離飛行和以數百甚至數千英里的速度飛行是由混合飛機和純電動飛機來負責的。這些短途航班占整個航空旅行的很大一部分。電動飛機有可能使這些飛行更安靜，更有效率，更好空間環境。

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