电动飞机，你敢坐吗？

赵玉田

电动飞机，你敢坐吗？ [复制链接]

 

    电动飞机越来越接近实用化。英国罗尔斯·罗伊斯（Rolls·Royce）将于2021年夏季实施小型电动飞机的首飞。小型电动飞机有望2023年实用化，随着经济从新冠疫情中恢复，这种飞机有望得到普及。

  　　

　　电动飞机把喷气式发动机和汽油发动机替换为电动马达。已开发出了发动机与马达相结合的“混合动力”型等多种驱动方式。能够减小飞行时的能源消耗，降低温室气体排放量。

　　

　　 

　　据航空运输行动组织（ATAG）统计，2019年飞机排放的二氧化碳为9.15亿吨，占到世界总排放量的3％，在20年里增加了4成。飞机运送1名乘客排放的二氧化碳是巴士的2倍，铁路的6倍。

 　　

　　电动飞机主要有3种。最小的是垂直起飞着陆、不需要跑道的“飞行汽车”。其次是搭载几人～十几人、从跑道起飞的小型飞机。第三种是搭载几十人以上的中大型飞机。一般而言，电动飞机在轻量化的同时，还需要提高电池的能量密度和马达的输出功率，因此飞机越大越难以实用化。

  　　

　　飞行汽车有望2023年达到实用化。丰田出资的美国初创企业Joby Aviation开发出了能以时速320公里飞行240公里以上的5座飞行汽车，将于2023年开始商业飞行。

 　　

　　德国初创企业Lilium正在开发以时速280公里飞行的7座飞机，将于2024年商业化。这款飞机采用东丽的碳纤维，减轻了机身重量。

  　　

　　小型电动飞机已进入全面试飞阶段。罗尔斯·罗伊斯将于2021年夏季首次试飞。该公司提出的目标是，飞行时速要达到世界最高的约480公里。特点是安装了“飞机用途中能量密度最大”（罗尔斯·罗伊斯）的约6千块电池及自主的冷却系统。2026年将面向挪威的国内航线提供小型电动飞机。

   　　

　　有的企业已成功进行载人试飞。美国初创企业MagniX在2019年已成功实现搭载1人的飞行。据悉通过优化马达磁铁及线圈的组合，去掉了改变螺旋桨转数的减速器。

   

　　MagniX为水上飞机安装了电动马达。据悉安装一个马达时，最多可飞行160公里，安装2个马达时，可以以407公里的时速最远飞行815公里。目标是2021年内搭载11人进行试飞，2023年获得载客许可。

     　　

　　还有企业不用蓄电池，选择使用靠氢气发电的燃料电池。

      

     

　　初创企业ZeroAvia在2020年秋季利用燃料电池使小型飞机飞上天空。如果实现储氢罐的轻量化，燃料电池将成为降低重量的动力源。力争到2024年以10～20座的飞机实现约800公里的商业飞行。

  　　  

　　荷兰的代尔夫特理工大学与涂料企业阿克苏诺贝尔等携手，计划到2023年推出采用燃料电池的小型飞机。最早在今年夏季试飞。欧洲空中客车公司也在讨论以氢气为动力的100～200座的中大型飞机。

     

　　要推出中大型电动飞机，马达输出功率被认为要达到此前5倍以上，电池容量要达到4～5倍，需要拥有革新性的技术。

  　　

　　日本航空机开发协会的调查显示，10座的电动飞机到2020年代前半期将实现实用化。同时预计50～100座机型要等到2020年代后半期，超过100座的机型则要等到2030年代才能实用化。

            　　 

　 　现有蓄电池的能量密度仅为喷气式飞机燃料的约50分之1，输出功率也低。日本航空机开发协会的估算显示，要让美国波音的“737系列”飞机起飞，单纯计算需要约50吨的蓄电池。

    　　

　　虽然存在技术课题，但由于环保对策，追求飞机电动化的趋势有望取得进展。挪威的航空与机场管理企业Avinor在2018年宣布，该公司在瑞典起降的全部短途航班到2040年计划完全改为电动飞机。以欧洲为中心，2019年出现了被称为“飞行耻辱”的避免乘坐飞机的趋势。国际民用航空组织（ICAO）提出了2020年以后不增加总排放量的目标。

 　　

　　新冠疫情导致飞机乘客锐减。虽然难以准确预测今后的需求复苏情况，但日本航空机开发协会在3月发布的市场预测中表示期待称，“如果疫苗普及顺利，（航空旅客需求）到2023年将恢复至2019年的90～95％，到2024年超过100％”。

      

　　如果经济活动变得活跃，必然需要应对气候变暖。就像法国政府对飞机的环保对策支援150亿欧元一样，预计各国政府将给予扶持。

        

　　电动飞机的普及面临成本问题

  　　

　　电动飞机的普及面临成本问题。有估算认为，电动飞机的机体将比之前的飞机便宜，但由于搭载大量电池和马达，客货仓空间变得狭小，盈利性恶化。

   

美国Joby Aviation开发的飞行汽车

　　     　　

　　日本的航空机国际共同开発促进基金（IADF）的估算显示，要飞行相同距离，电费每千瓦时约为0.12美元，和喷气式飞机燃料相比成本增至约1.7倍。

　　    

　　在航空器应对气候变暖方面，采用可再生燃料SAF的方法也得到讨论。据悉电动飞机的动力成本比使用SAF燃料便宜，因此具有竞争力。　　

　　 　 　  

　　如果利用燃料电池等，采用氢燃料的成本高达每千瓦时约0.39美元。与面向汽车的燃料电池相比，如果用于飞机，单位重量的输出功率需要达到2～3倍。同时需要实现燃料箱的轻量化和掌握廉价制造氢气方法等。

 　　

　　预计电动飞机从替代螺旋桨飞机开始普及。航空机国际共同开发促进基金的估算显示，7座小型飞机将1名乘客运送1公里，电动飞机的飞行成本为0.18美元，比螺旋桨飞机低4成。

  　　

　　印度的市场调查公司MarketsandMarkets的统计显示，预计飞机电动化的世界市场规模到2022年为34亿美元，到2030年达到86亿美元。首先在短途运输领域，在起飞和爬升阶段，利用电动马达等弥补所需输出功率的需求将增加。

qwqwqw2088

电动飞机技术不算很成熟，不敢

chunyang

飞行器的可靠性是一个综合的系统工程，鉴于电机驱动的飞行器动力装置只能是螺旋桨，故电动飞机的可靠性比较对象应该是同样使用螺旋桨动力装置的涡浆/活塞型固定翼飞机或涡轴动力的直升机。其它条件相同时，鉴于电动机的可靠性更高，显然电动飞机的整体可靠性更高。但问题在于，一定功率以上的电动机的功率重量比低于内燃机，尤其是无法跟现代涡扇喷气发动机比，加上电池的能量重量比也远低于航空燃油，所以电动飞机不可能是较大的飞机，而轻型/超轻型飞机在复杂气象条件下的可靠性远远低于涡扇喷气动力的大飞机，所以即使电动机的可靠性更高，但因飞机轻小导致的安全问题足以令人望而却步。

总结一下就是，轻型、超轻型飞行器中，显然电驱动的可靠性更高，但这类飞行器本身因耐受恶劣气象条件的先天不足，能不坐尽量不坐，管它是什么动力的。坐飞机，还是该坐大飞机。

chunyang

现代舰船已讲究全电驱动，电驱动更灵活方便，还可以大幅简化笨重的传动机构，反而对大型舰船更有利。

w494143467

哈哈，刚出来估计没几个人敢做。

freebsder

Rolls·Royce 让富豪先用

chunyang

w494143467 发表于 2021-8-2 15:01 哈哈，刚出来估计没几个人敢做。

短期内不会商用的，都是飞行爱好者专用或富豪的玩具。即使未来技术成熟了，小飞机还是尽量别坐，这跟电动无关。空难的绝大多数都是小型飞机，只是公众不感兴趣极少报道罢了。

chunyang

freebsder 发表于 2021-8-2 16:34 Rolls·Royce 让富豪先用

Rolls·Royce的涡轮风扇航空发动机可很常见，国内航空公司用的不少，坐飞机时位置合适可以留意一下。

chunyang

qwqwqw2088 发表于 2021-8-2 12:02 电动飞机技术不算很成熟，不敢

运七/新舟60出来几十年了，敢坐不？

chunyang

一个型号的飞机研发出来以后，要进行很多试飞，即使试飞很成功，商用载客飞机还要申领许可证，其周期非常漫长。比如国产ARJ21支线喷气客机2002年立项，2007年成功首飞，国内的许可证和一系列准用手续到2015年底才拿下来，而国际通行的FAA许可证至今都未拿到。所以，即使如楼主帖所言电动飞机在近一两年内研发出来，但投入商用载客飞行，至少也得三五年之后。至于广泛的商业飞行，尤其是长距越洋大载客量运营，除非发生重大的相关领域技术革命，否则恐怕永远都不行。

freebsder

chunyang 发表于 2021-8-2 18:06 Rolls·Royce的涡轮风扇航空发动机可很常见，国内航空公司用的不少，坐飞机时位置合适可以留意一下 ...

几十年前坐飞机当然还是很奢侈的行为了。

chunyang

freebsder 发表于 2021-8-3 18:12 几十年前坐飞机当然还是很奢侈的行为了。

在国内确实如此。我第一次坐飞机是1992年2月，西安到广州，前苏联的Tu154，票价460元，我当时的月薪是93元。

freebsder

chunyang 发表于 2021-8-3 21:22 在国内确实如此。我第一次坐飞机是1992年2月，西安到广州，前苏联的Tu154，票价460元，我当时的月薪是93 ...

5个月？。。。那还是现在好，一般吃技术饭的1/10月能坐一个，遇上打折还能几个来回。

chunyang

freebsder 发表于 2021-8-3 22:09 5个月？。。。那还是现在好，一般吃技术饭的1/10月能坐一个，遇上打折还能几个来回。

时代毕竟不同了，现在的年轻人远比我们年轻时富裕，而改革开放是这一切发生的前提。

ddllxxrr

我是不敢坐，君子不扎险地而后生

dfwisdom

如果有机会乘坐，先保个100亿的人身意外险再去

btty038

这个农用还是可以的

weibai1984

飞了一半电量不足岂不是很尴尬

还是先解决电池储能的问题吧

echo_xpout

电动确实是未来的趋势，但目前面临的问题还很多。