電動飛機時代已經距離我們沒有那麼遙遠


據澳大利亞“對話”網站9月19日報道,電動飛機即將到來,幾年後,短途支線航班可能靠電池驅動。電動飛機可能看起來很有未來感,但它們距離我們並沒有那麼遙遠,至少就短途飛行而言。

雙座的“韋利斯”全電動輕型飛機已經悄然在歐洲各地上空掠過,加拿大不列顛哥倫比亞省正在測試電動水上飛機,而且更大型的飛機即將到來。加拿大航空公司9月15日宣佈,將從瑞典哈特飛機公司購買30架混合動力支線飛機。哈特公司預計將在2028年前推出30座的混合動力飛機。美國國傢可再生能源實驗所的分析人士指出,首款50至70座的混合動力通勤飛機可能在那之後不久問世。他們說,在本世紀30年代,電動航空可能會真正起飛。

報道稱,這對控制氣候變化很重要。目前,全球約3%的碳排放來自航空業,隨著人口增長,預計將有更多乘客和航班,到2050年,航空業產生的二氧化碳排放量可能是新冠疫情前的3至5倍。

美國密歇根大學航空航天工程助理教授格克欽·奇納爾研究可持續航空概念,包括混合動力飛機和氫燃料飛機。“對話”網站向她詢問目前減少航空排放的主要方法以及電動和氫等技術的發展方向。

飛機是最復雜的交通工具之一,而要讓其電動化,最大的問題是電池重量。

如果想完全靠現有的電池驅動一架波音737客機,就必須撤下所有乘客和貨物,然後用電池把騰出的空間填滿,這樣才能飛行不到1個小時。每單位質量的航空燃油的儲能大約是電池的50倍。因此,你可以使用1磅(約合0.45千克)的航油或50磅的電池。為縮小這之間的差距,我們要麼得讓鋰電池更輕,要麼開發儲能更高的新型電池。新型電池正在研發之中,但它們尚未準備好用於飛機。

混合動力飛機可以替代電動飛機。盡管我們可能無法完全用電力驅動波音737客機,但通過使用混合動力推進系統,我們可以在大型客機上用電池替代一部分燃油。我們正試圖在短期內實現這一點,目標是在2030年至2035年期間在小型支線飛機上實現。飛行中燃燒的燃油越少,溫室氣體排放就越少。

混合動力飛機類似於混合動力汽車,它們使用電池和航空燃油的組合。問題在於,沒有哪個行業像我們在航空航天行業那樣存在重量限制。這就是為什麼我們必須非常明智地考慮混合動力系統的混合方式和混合程度。

在飛機起飛和爬升階段使用電池作為動力輔助是非常有希望的選擇。飛機在跑道上滑行時僅使用電力,也能節省大量燃油並減少機場的本地碳排放。在電池的額外重量和能用多少電來獲得凈燃料好處之間,存在一個最有效點。

混合動力技術是大型噴氣式飛機的中期選擇,但對支線飛機來說是近期解決方案。


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