2019年4月8日,在美国伊利诺伊州的工业城市罗克福德,一个叫“电网”(The Grid)的实验室正式成立。揭幕式上,柯林斯宇航的首席执行官Kelly Ortberg先生表示,在不久的将来,混合动力和全电动飞机将改变我们对航空旅行的认知,例如在城市空中交通和支线航空等领域将打开新的市场。
熟悉航空工业的朋友都知道,“电动飞机”“混动飞机”“太阳能飞机”和“垂直起降飞机”都不是新概念。2005年,一位叫贝特朗•皮卡尔的飞行员驾驶“阳光动力号”太阳能飞机完成了洲际飞行;后来,他驾驶的“阳光动力2号”曾在南京禄口机场降落;2011年,空客启动电动飞机E-Fan计划;在2013年的巴黎航展上,灵动的E-Fan首架飞机亮相静态展区;现在,E-FanX项目已经转向混合动力驱动。今年4月,一支来自中国科学技术大学的科研团队在氢气燃料电池的研究上取得了一些进展。他们在《自然-催化》杂志上刊发了封面文章:《酸性电解液环境中,在外加电位作用下,水分子吸附到活性位点单原子Ru上,在其催化下,电解水产生氢气》。以往,电解水制氢采用“甲烷水蒸气重整”的方法,释放二氧化碳,不是很环保,成本大约为每千克33~38元,而产生相同能量需要的汽油成本在25~29元。未来,燃料电池想要取代内燃机,就需要用类似高效廉价的催化剂来制氢。
电动飞机也有相似之处。首先,电动飞机的电池要轻;其次,飞机电池需要的是超大容量的“巨无霸”。要安全、稳定地为飞机供电,电动飞机的电池性能还需要加强,新的电池解决方案包括燃料电池、生物燃料发电、混合燃料发电、飞机涡轮发电等关键技术也要有所突破。无论是混动飞机、电动飞机、太阳能飞机,还是无人驾驶飞机、垂直起降飞行器,油耗更低、更安静、更安全舒适都是下一代航空器的发展趋势。
全球航空制造业对下一代新能源飞机踌躇满志。更少地依赖化石燃料,用电、混合动力、氢气、太阳能、生物燃料驱动飞机虽然还处于早期阶段,但前景广阔,未来可期。那么,下一代飞机是电动还是混动?我们没办法很快得到答案,毕竟大型商业飞机的进化与迭代非常缓慢,商业航空运输有着严苛的适航标准。
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