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全电动飞机会成为现实吗?三大问题待解决

2019-12-10 18:47:31 来源: 网易航空专稿 举报
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全电动飞机会成为现实吗?三大问题待解决

出品 | 网易航空(公号ID:wyair163)

作者 | Henry Lin

近些年,随着环保问题越来越受重视,航空业也受到冲击,开始注意减少碳排。

可以见到,近些年航企们都在大力推进类似碳中和计划的减排措施。通过碳补偿计划、换用新的更高效的飞机、使用可再生能源,减少自己的温室气体排放量。

在这些努力下,目前同样的航空旅程,碳排放量只有1990年时的一半。

不过,环保界则仍在要求未来航空业需一劳永逸的解决碳排问题,因此不少航空制造商也在推进全电技术,试图使用电动飞机来替代目前传统的化石燃料飞机。

在网易航空与部分航空制造商高层沟通时,他们也曾表示,电气化是航空的下一个大方向。

但是,全电飞机真的可能成为现实吗?

一款电动飞机渲染图一款电动飞机渲染图

在我们看来,在可以预见的未来里,全电飞机并没有大规模应用的可能。

事实上,不论是汽车、飞机亦或是其他交通工具,在使用电力推进时都面临许多问题。

其中第一个问题就是电源。以人类目前的技术看,如果电池技术没有较大突破创新,那么想让越大的飞机获得足够的功率支持,就需要尺寸越大(也意味着更重)的电池单元。

想象一下,如果想让一架波音737用电力推进飞起来,结果所需要的电池重量比飞机最大起飞重量还重是一种什么场景?显然,在现实世界这并不可能发生。

这也使得,我们目前见到的一些全电动飞机模型都还是超小型飞机。

巴航工业的电动验证机巴航工业的电动验证机

另外,安全问题同样也会限制电动飞机投用的可能。

从现阶段看,常见的以锂电池为代表的电池单元很难避免自燃的可能。

在地面出现类似问题时,人们可以跳车离开。但在空中,一旦一个电池单元发生火灾,就会迅速蔓延,最终,熊熊大火会将整架飞机变成一个直坠地面的火球,而乘客完全没有机会逃脱。

这也使得,在强调安全的航空监管之下,现阶段的全电动飞机很难实用化。

最后,从目前航企的机队规划来说,我们也看不到短期内电动飞机的市场机会。

以空客A320neo举例,其目前的订单足以支持其制造至2024年前后,而这批飞机在退役前也至少可以运营20年,在这段时间里,市场很难给显然成本更高的电动飞机机会。

而且,如果大家有注意航空制造商下一代飞机的研制计划,也可以发现他们仍旧是以化石燃料作为能源。

因此在下下一代飞机前,我们也不认为电动飞机能投入实际的应用。

E-Fan X图片来源:空客E-Fan X 图片来源:空客

但是电动飞机也不是完全没有机会。

空客和发动机制造商罗尔斯罗伊斯就在以BAe 146飞机为平台,尝试用电动+化石燃料联合的方式,来减少碳排放,这一计划名为E-Fan X。

正常的Bae 146共有四台发动机,而空客目前设想是将其中1台发动机由电动发动机替代,来进行一定的技术验证,如果技术更为成熟,则将4台发动机中的2台都换为电动发动机。

用这种方法,空客认为或许能减少飞机着陆和巡航阶段的燃油消耗。

而美国NASA也在推进自己的单通道涡轮电动飞机(STARC-ABL)计划,不过这款飞机更多是一种概念。

在这一概念中,飞机除了机翼下方的发动机外,还在尾部有一个全电动BLI发动机。而机翼下方的发动机在运作时会产生电能驱动机尾的发动机。

根据设想,在飞机起飞时,机翼下的发动机会产生80%的推力,在巡航时则是55%,剩余的推力则由尾部的电动发动机提供。

NASA认为,这种系统能降低大约10%的油耗。

当然,在我们看来,NASA这一方案或许会使得飞机系统更复杂,成本也会更高。因此除非化石燃料价格上涨至无法接受的地步,否则其也很难投入实际的应用。

NASA也在推进自己的验证机NASA也在推进自己的验证机

总的来看,我们认为100%的全电动飞机在至少30年内,很难大规模应用。

当然,从航空制造商的尝试来看,我们还是有机会见到类似于空客E-Fan X这样提供部分电动动力的飞机。但是成本等因素,仍然会限制其在市场中的份额占比。

即便在部分支线及短途市场,现在已经有制造商制造了部分全电动飞机原型机,但说他们是未来大趋势还为时过早。

或许100年后,我们才能见到大规模普及的电动飞机世界。

木寺晨 本文来源:网易航空专稿 责任编辑:林持恒_NY9285
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