電動飛行未來已來，電池卻還在路上

　　電動飛行的設(shè)想已經(jīng)醞釀了數(shù)十年，但直到最近，這一想法的實現(xiàn)才有了實質(zhì)性成果。目前，十多家初創(chuàng)企業(yè)和公司正在致力于研發(fā)電動和混合動力飛機模型。有些人甚至認(rèn)為，在未來十年內(nèi)，我們很可能可以坐在零排放的電動飛機上一邊啃椒鹽卷餅一邊看娛樂節(jié)目。

　　目前正在開發(fā)的電動飛行概念與Popular Science(美國月刊雜志，創(chuàng)刊于1872年，一直是全球銷量第一的生活科技信息雜志)中復(fù)古的未來主義模型截然不同，也不與《銀翼殺手》和《回到未來》中出現(xiàn)的反重力車輛類似。相反，這些電動飛機大多是由輕質(zhì)碳纖維制成的、超薄的、未來式飛機與直升機的混合動力車。但是，這些尺寸為成人大小的飛機能夠垂直起降、安全操作和盈利的設(shè)想幾乎完全取決于電池技術(shù)的進步。

　　至少有20家公司正在制定空中出租車計劃

　　目前，至少有20家公司正在制定空中出租車計劃，其中包括波音和空中客車等傳統(tǒng)飛機制造商以及共享出行巨頭Uber。幾乎所有公司都承諾制造電池驅(qū)動型飛機，以消除傳統(tǒng)直升機和噴氣式客機產(chǎn)生的相關(guān)噪音和污染。

　　但是飛行需要的動力和能量是巨大的，而目前的現(xiàn)狀是，由于電池重量過大且價格昂貴，實現(xiàn)升空仍存在一定難度。而特斯拉Model 3或雪佛蘭等電動汽車搭載的強大電池技術(shù)卻不足以給雙座以上的飛機提供動力，其飛行范圍也僅限于幾英里。

　　能量密度是衡量電池性能的關(guān)鍵指標(biāo)，這指的是儲存在一個特定系統(tǒng)中的能量，而當(dāng)前的電池沒有足夠的能量使大多數(shù)飛機離開地面。我們可以通過一個數(shù)字來感受一下原因：噴氣式發(fā)動機產(chǎn)生的能量高于同等重量的電池43倍之多。

　　儲能技術(shù)會在未來大幅改善嗎?

　　從理論上說，電池能量密度每年可提升5%到8%。為了使電池在小型航空中發(fā)揮作用，其能量密度至少需要達到目前的5倍左右。按照目前電池和電動發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展速度，即使是混合動力技術(shù)也可能要到2030年才能應(yīng)用于商用航空。

　　航空航天市場研究公司Teal Group的分析副總裁、航空專家Richard Aboulafia表示：“混合動力技術(shù)遠(yuǎn)比純電池驅(qū)動的飛機更有發(fā)展前景?；旌蟿恿夹g(shù)是一個更現(xiàn)實的目標(biāo)，到本世紀(jì)30年代完全有可能成為現(xiàn)實?！?/p>

　　近年來，在電池驅(qū)動飛行方面已經(jīng)取得了一些突破性進展。2016年6月，一架名為“Solar Impulse 2”的太陽能飛機首次完成了為期一年的環(huán)球航行。這架飛機內(nèi)嵌17000個光伏電池，用于為其電機供電并在白天進行充電。但沒有人認(rèn)為這是一架真正的飛機，因為其機艙既沒有加壓，也沒有加熱，而且只能容納一名飛行員。這架飛機的飛行時速約為每小時30英里，比普通的噴氣式飛機慢約18倍。

　　混合動力技術(shù)發(fā)展前景廣闊

　　Solar Impulse 2邁出了標(biāo)志性的一步 ，但同時也意味著電動飛行技術(shù)的發(fā)展仍然任重道遠(yuǎn)。著名航空工程師Burt Rutan設(shè)計的全電動飛機Long ESA，則是另一個里程碑。2012年，Long ESA成為最快的電動飛機之一，它能夠以每小時202.6英里的時速搭載一名乘客進行飛行。相比之下，波音787以每小時585英里的時速飛行，可搭載242多名乘客，其時速是Solar Impulse 2的兩倍，而載客量則相當(dāng)于242多倍。

　　但是一些初創(chuàng)公司并沒有被這些殘酷的事實嚇倒。Zunum Aero是一家電動噴氣式飛機初創(chuàng)企業(yè)，由波音旗下風(fēng)投基金HorizonX和JetBlue Technology Ventures 共同投資。該公司計劃在2022年之前將其12座客運混合動力噴氣式飛機投入使用?？罩锌蛙嚬镜娜码妱语w機E-Fan X也正在與勞斯萊斯和西門子開展合作，致力于開發(fā)混合動力航空先驅(qū)者。除此之外，由谷歌創(chuàng)始人拉里·佩奇(Larry Page)創(chuàng)立的電動VTOL(Vertical Take-Off and Landing，垂直起降)初創(chuàng)公司Kitty Hawk，設(shè)計并開發(fā)了短程、單座飛行電動車Flyer，該產(chǎn)品也已經(jīng)上市。這款飛行車看起來有點像安裝在幾座浮橋上的雪橇，周圍環(huán)繞著一堆類似無人機的旋翼。

　　Uber則預(yù)計將在2020年前對其電動垂直起降飛機進行試飛。這家共享出行巨頭近期聘請了特斯拉的內(nèi)部電池專家Celina Mikolajczak，與公司合作研發(fā)一款能量強大且足夠輕的電池，使其混合動力飛機能夠在空中飛行。

　　電池方面的化學(xué)技術(shù)將會越來越好

　　今年5月，Uber在洛杉磯舉辦了Elevate峰會，意欲推進飛行汽車計劃。Mikolajczak在會上表示：“電池方面的化學(xué)技術(shù)將會變得越來越好，這意味著由電動動力系統(tǒng)驅(qū)動的飛機也將變得越來越出色。”

　　但Mikolajczak也指出，電池有較大的起火風(fēng)險。她說，難度較大的一點是我們要確保在飛行過程中發(fā)生的火災(zāi)不是災(zāi)難性的。她還表示：“我們目前已經(jīng)完全掌握使這些電池組在異常情況下的風(fēng)險降到最低的技術(shù)，即使在極端條件下?！?/p>

　　去年五月，一架實驗性的電動飛機在布達佩斯附近的一個機場起飛后不久便墜毀，造成飛行員和乘客死亡。這是由德國制造公司西門子和Magnus公司合作研發(fā)的eFusion飛機，據(jù)悉，當(dāng)時前者正在對飛機上的高功率密度電動機和能量密度電池進行測試。事故發(fā)生后，制造商表示墜毀原因不明，但目擊者聲稱，在起火前看到飛機在低空飛行，然后在近乎垂直的俯沖過程中墜毀。如果這架飛機確實是在空中著火，電池肯定會成為主要調(diào)查因素。

　　這架單馬達飛機的墜毀是一場悲劇，也是新興的電動飛行行業(yè)遭受的一次挫折。同時這也是一個清晰的暗示——用電池取代噴氣燃料不是一件容易的事，必須且只能細(xì)水長流。

　　Aboulafia表示：“就僅僅以搭載量為例，基于電池的飛行技術(shù)與傳統(tǒng)噴氣式飛機的差距不僅僅是幾十年之遙。電動飛行汽車的夢想將在相當(dāng)一段時間內(nèi)也只能是‘白日夢’?！?/p>