外觀變得更有未來感、引擎發(fā)動(dòng)全靠電力
據(jù)英國廣播公司報(bào)道，空中客車公司母公司歐洲宇航防務(wù)集團(tuán)（近日宣布將從2014年1月1日起更名為“空中客車集團(tuán)”）正在設(shè)計(jì)并開發(fā)一款采用電力驅(qū)動(dòng)的飛機(jī)，其引擎由英國勞斯萊斯公司提供。
勞斯萊斯技術(shù)研發(fā)部總監(jiān)里克·帕克說：“傳統(tǒng)的飛機(jī)看起來像根管子，只是外表多了一對翅膀和兩個(gè)引擎。 ”而這款尚在設(shè)計(jì)中的新型飛機(jī)外形將更加像一個(gè)真正的飛行器，引擎位置將從傳統(tǒng)飛機(jī)的機(jī)翼下側(cè)移至飛機(jī)尾部，內(nèi)置在機(jī)身中；引擎數(shù)量也將從數(shù)個(gè)減至一個(gè)單一渦輪。這樣的設(shè)計(jì)不僅使飛機(jī)的外觀更具有未來感，也能顯著減少機(jī)艙因空氣阻力而受到的拖拽力。
與以往的電力驅(qū)動(dòng)引擎完全不同，勞斯萊斯設(shè)想了一種全新的引擎，使用“E-推力”系統(tǒng)，即分開式電力系統(tǒng)。歐洲宇航防務(wù)集團(tuán)首席技術(shù)官讓·博蒂介紹說：“尾部的渦輪確實(shí)與發(fā)電機(jī)相連，但卻不會(huì)對飛機(jī)產(chǎn)生任何推力，純粹只是為了驅(qū)動(dòng)電力發(fā)動(dòng)機(jī)。”真正產(chǎn)生推進(jìn)力的是位于機(jī)身兩側(cè)的6面渦扇。由于其大小遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)飛機(jī)的渦扇，因此這6面渦扇也是內(nèi)置在機(jī)身中的，具體位置在兩側(cè)機(jī)翼的上方，每側(cè)各3面。帕克說：“我們不是在搞科幻，而是想在現(xiàn)有的技術(shù)條件下做出一些突破。 ”
總體來說，這種飛機(jī)發(fā)動(dòng)的基本原理類似于如今已經(jīng)上市的混合動(dòng)力汽車：用電池作為能源儲(chǔ)存器，起飛時(shí)，飛機(jī)需要的動(dòng)力最大，電池和電力發(fā)動(dòng)機(jī)將為渦扇機(jī)提供全部的動(dòng)力；等平穩(wěn)飛行時(shí)，電力發(fā)動(dòng)機(jī)在保證渦扇動(dòng)力的同時(shí)，可將一部分多余的電力儲(chǔ)存進(jìn)電池。
電池選材有難度、問世還需十幾年
這款飛機(jī)采用了某些目前仍未成熟的技術(shù)，其中最關(guān)鍵的一項(xiàng)就是具有超導(dǎo)性的超導(dǎo)體。由于超導(dǎo)體幾乎沒有電阻，電流可以毫無阻力毫無損耗地在導(dǎo)線中形成強(qiáng)大電流，如果能飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)和電流儲(chǔ)存器能用上這種材料，就可以更輕、更薄，機(jī)身重量就可以更輕。但超導(dǎo)一般都需要保持在接近零下200攝氏度的條件下，最高也僅有零下175攝氏度，如果真的采用超導(dǎo)材料的話，飛機(jī)就需要自備低溫冷卻系統(tǒng)。帕克說：“目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)材料幾乎都還在大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里，如何把它們做成電線和真實(shí)的設(shè)備，這就是我們下一步面臨的挑戰(zhàn)。 ”
目前，歐洲宇航防務(wù)集團(tuán)打算在一架小型兩座飛機(jī)上試驗(yàn)其電力渦扇。這款小飛機(jī)翼幅達(dá)9米，使用兩個(gè)鋰鐵電池，分別安裝在兩翼下方。根據(jù)設(shè)計(jì)，這架小飛機(jī)能以每小時(shí)160公里的速度飛行一個(gè)小時(shí)。今年年底前，這架小飛機(jī)有望進(jìn)行試飛。
由于還受限于電池存儲(chǔ)量、如何充電等問題，真正想在客運(yùn)飛機(jī)上采用這種技術(shù)還需要等上一段時(shí)間。帕克預(yù)計(jì)，“距離真正問世不會(huì)太遙遠(yuǎn)了，也許是2030年吧。反正我相信，在我有生之年，我一定有機(jī)會(huì)搭乘一次。 ”
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波音公司也有類似的項(xiàng)目正在研究混合動(dòng)力飛機(jī)。波音與美國國家航空航天局合作，正在研發(fā)一款名為“蘇格電”的油電混合動(dòng)力飛機(jī)。這種飛機(jī)在起飛時(shí)還是使用傳統(tǒng)燃油，起飛后將自動(dòng)轉(zhuǎn)為使用電力。在設(shè)計(jì)時(shí)，電池安放在飛機(jī)中部，可在登機(jī)口充電。
與傳統(tǒng)飛機(jī)相比，波音設(shè)計(jì)的這款混合動(dòng)力飛機(jī)消耗的燃油量可減少70%，總能源使用量有55%可靠電力提供。
波音公司指出，傳統(tǒng)燃料燃燒的減少和“綠色”電力網(wǎng)格技術(shù)可以減少二氧化碳和一氧化二氮的排放量，混合動(dòng)力電動(dòng)推進(jìn)器也可降低噪音。
