外觀變得更有未來感、引擎發(fā)動全靠電力
據(jù)英國廣播公司報道，空中客車公司母公司歐洲宇航防務(wù)集團（近日宣布將從2014年1月1日起更名為“空中客車集團”）正在設(shè)計并開發(fā)一款采用電力驅(qū)動的飛機，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)的飛機看起來像根管子，只是外表多了一對翅膀和兩個引擎。 ”而這款尚在設(shè)計中的新型飛機外形將更加像一個真正的飛行器，引擎位置將從傳統(tǒng)飛機的機翼下側(cè)移至飛機尾部，內(nèi)置在機身中；引擎數(shù)量也將從數(shù)個減至一個單一渦輪。這樣的設(shè)計不僅使飛機的外觀更具有未來感，也能顯著減少機艙因空氣阻力而受到的拖拽力。
與以往的電力驅(qū)動引擎完全不同，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)集團首席技術(shù)官讓·博蒂介紹說：“尾部的渦輪確實與發(fā)電機相連，但卻不會對飛機產(chǎn)生任何推力，純粹只是為了驅(qū)動電力發(fā)動機。”真正產(chǎn)生推進力的是位于機身兩側(cè)的6面渦扇。由于其大小遠小于傳統(tǒng)飛機的渦扇，因此這6面渦扇也是內(nèi)置在機身中的，具體位置在兩側(cè)機翼的上方，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，這種飛機發(fā)動的基本原理類似于如今已經(jīng)上市的混合動力汽車：用電池作為能源儲存器，起飛時，飛機需要的動力最大，電池和電力發(fā)動機將為渦扇機提供全部的動力；等平穩(wěn)飛行時，電力發(fā)動機在保證渦扇動力的同時，可將一部分多余的電力儲存進電池。
電池選材有難度、問世還需十幾年
這款飛機采用了某些目前仍未成熟的技術(shù)，其中最關(guān)鍵的一項就是具有超導(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)線中形成強大電流，如果能飛機的發(fā)動機和電流儲存器能用上這種材料，就可以更輕、更薄，機身重量就可以更輕。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)的實驗室里，如何把它們做成電線和真實的設(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)集團打算在一架小型兩座飛機上試驗其電力渦扇。這款小飛機翼幅達9米，使用兩個鋰鐵電池，分別安裝在兩翼下方。根據(jù)設(shè)計，這架小飛機能以每小時160公里的速度飛行一個小時。今年年底前，這架小飛機有望進行試飛。
由于還受限于電池存儲量、如何充電等問題，真正想在客運飛機上采用這種技術(shù)還需要等上一段時間。帕克預(yù)計，“距離真正問世不會太遙遠了，也許是2030年吧。反正我相信，在我有生之年，我一定有機會搭乘一次。 ”
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波音公司也有類似的項目正在研究混合動力飛機。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”的油電混合動力飛機。這種飛機在起飛時還是使用傳統(tǒng)燃油，起飛后將自動轉(zhuǎn)為使用電力。在設(shè)計時，電池安放在飛機中部，可在登機口充電。
與傳統(tǒng)飛機相比，波音設(shè)計的這款混合動力飛機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，混合動力電動推進器也可降低噪音。
