2008年，電動車在油價(jià)上漲后東山再起。到了2018年，電動航空也邁向了新的里程。幾十年來，整個(gè)航空領(lǐng)域和航線都取得了進(jìn)展。1986年，埃爾伯特·L·伯特·魯坦（Elbert L Burt Rutan）首次完成了不著陸、不加油的環(huán)游世界。30年后，人類又實(shí)現(xiàn)了另一種環(huán)球旅行，也標(biāo)志了第一例電動環(huán)行。這一宏大的旅程始于阿布扎比（阿拉伯聯(lián)合酋長國首都），在16個(gè)月之后，電動飛機(jī)回到了開始的地方。但是這架飛機(jī)所實(shí)現(xiàn)和以往不同，它既沒有排放，也沒有消耗燃料，它使用的是數(shù)塊太陽能電池板、一個(gè)電動馬達(dá)和四塊41千瓦時(shí)的鋰離子電池。

這架電動飛機(jī)稱為“陽光動力2號（Solar Impulse 2）”，在它2016年完成首飛之后，就此改變了航空世界。從那時(shí)起，電動商用飛機(jī)的愿景就不再是夢想了。電動飛行擁有明朗的未來，它機(jī)不但能削減航空燃料的用量，還能減少排放，讓環(huán)境變得更加清潔。

根據(jù)歐洲委員會的說法，飛機(jī)排放量目前約占?xì)W盟溫室氣體排放總量的3％、世界溫室氣體排放量的4％。這是一個(gè)相當(dāng)可觀的數(shù)字，而且還在以較高的速度增長。如果實(shí)現(xiàn)電動航空，那么這些不斷上升的排放量就會減少。從乘客的角度來看，電動飛機(jī)也是一次突破，電動飛機(jī)能夠降低出行費(fèi)用，減少旅途中的噪音，同時(shí)提高拉升的速度。電動引擎能讓飛機(jī)在更高的海拔上維持良好的性能，而且還能降低空氣阻力，而與之相比，內(nèi)燃機(jī)的性能明顯不足。

挑戰(zhàn)

無論是炒作還是創(chuàng)新，電動商用飛機(jī)仍舊道阻且長。伯特·魯坦設(shè)計(jì)的“Long－EZ”是最近一次電動飛行的實(shí)例。2012年，Long－EZ 是飛行速度最快的電動飛機(jī)之一，時(shí)速可達(dá)每小時(shí)202．6英里，同時(shí)機(jī)上只運(yùn)載了一名乘客。相比之下，波音787的飛行時(shí)速為每小時(shí)585英里，載客量超過242人。所以就目前的技術(shù)，直到2030年，商用航空最多用上混合動力技術(shù)。

目前，美國宇航局正在開展一項(xiàng)名為Electric Aircraft Testbed的項(xiàng)目。該項(xiàng)目正在研究電動飛行的技術(shù)障礙。該試驗(yàn)臺的目標(biāo)是提高電動飛機(jī)的效率同時(shí)減少飛機(jī)自身的重量。隨著技術(shù)的進(jìn)步，試驗(yàn)臺可以適應(yīng)更大功率的發(fā)動機(jī)。

另一個(gè)挑戰(zhàn)則是冷卻系統(tǒng)。電動飛機(jī)飛行過程中會產(chǎn)生50千瓦到800千瓦的熱量，而冷卻系統(tǒng)則是要將這些熱量在飛行中排出。大功率電子設(shè)備的集成功率模塊需要冷卻系統(tǒng)，其中最重要的是可以改善導(dǎo)熱性能的材料以及幫助散熱的輕量級系統(tǒng)。

電池技術(shù)

最重要的限制因素并非發(fā)動機(jī)重量或飛機(jī)設(shè)計(jì)，而是電池。目前的電池還不能達(dá)到電動航空所需的功率重量比。噴氣燃料的能源產(chǎn)量比同等質(zhì)量的電池多43倍。而電動航空業(yè)正在大力提高能量儲存技術(shù)，也許能讓電池的能量密度每年上升5％到8％。只有實(shí)現(xiàn)了五倍于現(xiàn)在的能量密度，小規(guī)模的航空作業(yè)才有可能進(jìn)行。好消息是，飛機(jī)的設(shè)計(jì)也在提升，所以能源需求也會隨著時(shí)間的推移降低。

一旦一切都厘清了，我們就需要開始解決另一個(gè)問題，那就是如何快速更換電池，實(shí)現(xiàn)航班的無縫銜接。最好的解決方案是換電技術(shù)，但這個(gè)解決方案也有阻礙，因?yàn)殡姵氐木S護(hù)成本高于燃?xì)鉁u輪，而且充電1500次之后就需要更換。

當(dāng)前的競爭狀況

Zunum 航空是一家由波音公司和捷藍(lán)航空支持的公司，自2013年以來，該公司一直在研究 10 座到 50 座的混合動力電動飛機(jī)。公司于2017年10月開始開發(fā)12座的飛機(jī)，計(jì)劃在2020年飛行。該飛機(jī)在做短途飛行時(shí)，涵道風(fēng)扇完全由電池供電，在航程加長時(shí)，發(fā)電機(jī)可提供1兆瓦至5兆瓦的電力。當(dāng)航程上升至700海里時(shí)，燃?xì)鉁u輪將用于驅(qū)動兩個(gè)550千瓦的發(fā)電機(jī)。2018年2月，Zunum宣布公司正在建造該飛機(jī)的第一個(gè)原型。

E－Fan X則是空客公司與勞斯萊斯和西門子合作研發(fā)的混合動力電動飛機(jī)，該飛機(jī)使用板載鋰離子電池為兩個(gè)電動機(jī)供電。2014年，E－Fan X完成了首飛，航行時(shí)長為60分鐘。在實(shí)現(xiàn)全電動飛行的路上，公司希望能在2020年首先完成混合動力飛行。

Eviation Alice是一架由以色列Eviation公司研發(fā)的電動飛機(jī)。該飛機(jī)的特點(diǎn)在于它有三個(gè)螺旋槳，其中兩個(gè)分別安裝在翼尖，另一個(gè)在安裝在機(jī)身后方。該飛機(jī)擁有電力推進(jìn)系統(tǒng)，其中95％的材料由合成材料構(gòu)成。該公司創(chuàng)立于2015年，目前正在生產(chǎn)的全電動商用及通勤飛機(jī)的模型。

Wright Electric 旨在設(shè)計(jì)出航程小于300英里的商用電動客機(jī)。公司成立于2016年，已從硅谷加速器中獲得風(fēng)險(xiǎn)投資。2017年9月，英國易捷航空公司宣布與Wright Electric合作，將在2027年開發(fā)出180座的電動飛機(jī)。

在未來的歲月里，即便街道上到處駕駛著電動汽車，在電動航空的道路上，我們?nèi)杂泻芏嗦芬�走。而在多年以后，�?dāng)我們回望電動航空的歷史時(shí)，我們也會想起這一路上歷經(jīng)的坎坷，而在突破電池、引擎和設(shè)計(jì)上的障礙后，電動航空事業(yè)終將傲然地起飛。