飛機(jī)也要混合動(dòng)力？ 西門子說這不是笑話

上個(gè)月，西門子和歐洲宇航防務(wù)集團(tuán)(European Aeronautic Defence and Space Company)展示了一架飛機(jī)，它很小，可以坐2人，這架飛機(jī)的最大特點(diǎn)是采用新型油電混合動(dòng)力，載2人連帶行旅，一次可以飛900公里?；旌蟿?dòng)力飛機(jī)主要采用電力發(fā)動(dòng)機(jī)飛行，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)備用。混合動(dòng)力飛機(jī)有兩個(gè)好處：一是安靜，二是節(jié)省25%的能源。

對于航空行業(yè)而言，這可能是一個(gè)重大的進(jìn)步。一些領(lǐng)先企業(yè)認(rèn)為未來飛機(jī)可以部分依賴電力推動(dòng)。雖然新技術(shù)最初用在小型飛機(jī)上，但最終它有望減少客機(jī)噪音、廢氣排放。

西門子混合飛機(jī)項(xiàng)目主管弗蘭克-安東(Frank Anton)說：“2020年之內(nèi)，我們最終會(huì)看到混合電力飛機(jī)進(jìn)入市場。”他說，在這段時(shí)間內(nèi)，出現(xiàn)4座混合動(dòng)力飛機(jī)是可能的，19座的飛機(jī)要到 2020年之后。安東還預(yù)測，未來100座的混合動(dòng)力飛機(jī)使用的燃料將只有今天飛機(jī)的一半。

在737s飛機(jī)上，波音已經(jīng)深化了混合動(dòng)力飛機(jī)的概念，737s有150個(gè)座位。遺憾的是737s在2030年之前都不會(huì)正式服役。EADS是空客的母公司，它已經(jīng)設(shè)計(jì)概念客機(jī)，只用電飛行。

混合動(dòng)力引擎

波音研究與技術(shù)部門先進(jìn)飛機(jī)概念研究員馬蒂-布拉德利( Marty Bradley)說：“幾年前，用電池驅(qū)動(dòng)飛機(jī)簡直就是笑話。”盡管電池和電力發(fā)動(dòng)機(jī)安靜、效率高，但電池太大太重了，存儲(chǔ)的能源也比液態(tài)燃料少很多。

現(xiàn)在，有兩點(diǎn)已經(jīng)改變了。第一，電池可以存儲(chǔ)的能量穩(wěn)步提升，這種趨勢會(huì)繼續(xù)。第二，將電池、電力發(fā)動(dòng)機(jī)和傳統(tǒng)引擎結(jié)合的技術(shù)進(jìn)步了，引擎變得更小、更輕、更有效率了。

2011年時(shí)，西門子演示了早期的混合動(dòng)力飛機(jī)，但它太重了，根本無法用于現(xiàn)實(shí)。在新一代產(chǎn)品中，電力發(fā)動(dòng)機(jī)、動(dòng)力電子設(shè)備、傳動(dòng)裝置的重量下降了100千克，它可以裝載的旅客、行旅重量已經(jīng)與小型飛機(jī)相當(dāng)了。

在混合動(dòng)力飛機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，飛機(jī)采用相對小的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，飛機(jī)巡航時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)效率處在最優(yōu)狀態(tài)。如果飛機(jī)要起飛或者上升，電池和電力發(fā)動(dòng)機(jī)提供更多動(dòng)力。當(dāng)飛機(jī)下降時(shí)，電池可以恢復(fù)電能。隨著電池的改進(jìn)，它可以提供越來越多的能量。

電動(dòng)飛機(jī)普及有多快，很大程度上依賴于電池的發(fā)展有多快。EADS研發(fā)的電動(dòng)飛機(jī)，每千克電池可以存儲(chǔ)1000千瓦時(shí)電能，相當(dāng)于傳統(tǒng)鋰電池的5倍。但局限仍然存在，照估計(jì)，2050年之前全電動(dòng)飛機(jī)飛行距離將限制在1600千米。

至于大型飛機(jī)，電力最初會(huì)用來驅(qū)動(dòng)噴氣式引擎上方的大型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)飛機(jī)滑行時(shí)，大型飛機(jī)用電力驅(qū)動(dòng)，這樣可以節(jié)省飛機(jī)在地面上的能耗。

總體來看，未來幾年混合動(dòng)力技術(shù)將只能用在小型飛機(jī)上。短期而言，采用電力的好處是安靜。