空客E-Fan 电动飞机成功跨越英吉利海峡

无污染低成本

E-Fan 飞机有两具电动马达带动两组可变频涡扇推进器，总耗电60 千瓦，内建12 cell 的锂聚合物电池，电池以被动式气冷散热，起飞时先由机轮动力马达如电动车一般加速到时速60 公里，才改用涡扇推进器推进，可大幅减少起飞过程所需的能量，全机重量500 公斤，可搭乘2 人。特别的是，E-Fan100%依靠电池续航，无需航油提供动力。由于依靠电池提供动力，所以E-Fan 在飞行过程中不会排放废气，在E-Fan 试飞的过程中也几乎听不到任何刺耳的噪音，相比普通飞机显得非常安静。现在，空客公司将E-Fan 作为教练机使用，其优点就是费用低，可以极大降低学习驾驶的费用，E-Fan 飞行一小时的能源成本只有2 欧元（约合人民币17 元），而传统的教练机，同样以飞行一小时计算，燃料成本需要36-46 欧元。

分布式电能推进(DEP)

相比传统活塞发动机或涡轮式引擎，电动飞机所运用的电能推进(electric propulsion)的技术优势颇为明显，例如电子控制的最新式电动引擎能够提供大量扭力，可有效推动螺旋桨、扇叶及轮胎。电动引擎所需零件较少，也减 少了出现零件磨损或破损的机会。特别的是，电能推进有能力打破现有飞机设计限制，让一些颠覆传统飞机设计的概念成真，而这其中的奥妙在于“分布式电能推 进”(DEP)。

“分布式电能推进”概念在于利用 一系列电能螺旋桨，取代现有飞机笨重的喷射引擎，而且不一定要安装在机翼下，可按需要设置在机身不同位置。除了允许打造出外表截然不同的飞机外，也可以减 少机翼面积及重量，节省燃料。同时每个电能螺旋桨能够单独控制和运作，通过调节飞机不同部位的推力，有助机师更好应对飞行环境改变，例如突如其来的强风或 气流。

空客的E-Thrus 混合动力飞机

除了近日引发关注的E-Fan 电动飞机，空客公司与英国飞机引擎制造商劳斯莱斯合 作，共同生产一款名为E-Thrust 的电动式飞机。E-Thrust 的目标是要实现这样的目标, 能够携带90 名乘客飞行两个小时甚至更久。不过, 这也要依赖于未来储存电池在技术的突破才能得以实现。同时，这个概念也是使用分布式推进的概念, 但有一点不同的是,E-thrust是混合动力飞机。空客两种飞机的研发，能够在未来的发展中取长补短。

E-Thrust机尾装有传统喷射引擎，每边机翼则各有3个电力推动的螺旋桨。飞机起飞时，引擎和6 个螺旋桨会全速运作，提供最大升力；当到达航行高度，喷射引擎功率会稍为下降，但仍足以推动螺旋桨及为电池充电；开始下降时，喷射引擎及螺旋桨都会关闭， 让飞机进入滑翔状态，迎面而来的气流会把螺旋桨变成风车一样，为电池充电；降落时则主要利用螺旋桨，若需要额外动力则可再次启动喷射引擎。混能系统优势在 于可提升涵道比(bypassratio)，即空气被引进喷射引擎后，流经核心部位外( 外进气道) 的空气及流进燃烧室(内进气道) 的空气流量比率。

早期客机的引擎主要从内进气道喷出的空气取得推力，涵道比约为5:1，这导致它们需要更多能量及产生较大噪音，现代客机涵道比则约为12:1， 而只有尾部设有喷射引擎的E-Thrust，涵道比估计高达20:1，使得它燃油效率高之外还非常安静。而另一优势来自于，分散在机翼上的螺旋桨，可有效 捕捉到流经机翼表面的缓慢空气，这些空气会对机翼构成拉力，犹如把客机向后拖，令客机要消耗更多燃料维持航速。电动螺旋桨可以把这些缓慢空气加速，减少对 客机的拉力。

混合动力系统的一大优点就是它提供了一个巨大的提升飞机的“搭桥”比率。当爆炸离开核心的涡轮, 通过轴转动风扇前面的引擎来吸引更多的空气。E-Thrust 整齐的混合设置都围绕这些问题, 因为只有尾巴的喷气发动机燃烧的核心。这意味着所有的空气流经6 个电动的粉丝为其“有效”的涵道比20:1 或更多。这将为飞机极大地节省燃油, 变得安静。

NASA LEAPTech 机翼技术

NASA（美国航 空航天局）已经测试了名为前沿异步推进的技术（LEAPTech），这种新型机翼设计很有可能应用于新一代飞行模拟器X-Plane 上。LEAPTech 的主要潜在优势包括，降低对石油燃料的依赖，改善飞机性能和飞行质量，并降低飞机噪声。LEAPTech 项目是NASA未来10 年内将飞机工业过渡到电力推进系统的一个重要部分，并且具有在下一个时期向通用航空飞机转化，并在长期内向运输飞机转化的潜力。

Sceptor 小型电动飞机

现在，NASA 正在利用DEP 技术打造小型飞机Sceptor。Sceptor 的小型螺旋桨会增加飞机的升力以较低的速度, 使它在更短的跑道上起飞和降落。这也意味着机翼可能更加纤细, 也许只有三分之一的传统飞机机翼的宽度, 从而节约重量和燃油成本。可是，大翅膀在飞机巡航时效率不高, 因为它们造成了许多阻力。Sceptor 巡航的翅膀将更加优化, 但仍旧可以提供足够的提升有助于防止在起飞或降落的停滞。一旦Sceptor 测试成功，这项技术有可能融入小型客机中，帮助它们达到零排放和极度安静的飞行，营运开支也会较现在少30%。

技术挑战

电动飞机仍有多项重大技术障碍需要跨越，当中最棘手的在于电池容量和推力。虽然近年来电池技术的研究突飞猛进，但续航力相对传统飞机仍有明显差 距，例如E-Fan 所用的锂离子电池只能支撑约一小时的飞行。另一方面，超导体的技术和研究未足以为飞机提供理想的推力，使得电动飞机在性能上仍然难以跟传统的飞机相比。

然而放眼未来，飞行科技的电动化发展必将为航空业开启第二个“黄金时代”。