作者|水木公
來源|極果編輯部
極果君一度感覺馬斯克是火星來的,這不,張口就來了:
好傢伙,“超音速電動VOTL(垂直起降)噴氣式飛機”,要知道用在民用飛行器上的超音速技術是屈指可數的,並且就算有票價也貴的離譜,更何況還是可以垂直起降的電動飛機。#數碼科技要聞#
美國Boom Supersonic超音速客機▲
曾幾何時,“協和”是空中旅行“逼格”的最高境界,它能以2.04倍音速的速度飛行,在3個半小時之內,就能將92~120名乘客從西歐送至美國東海岸。寬敞的空間,考究的裝飾和精緻的空中餐食,高達12000美金的返程票,構築了它獨特的魅力。
這波啊,這波是重鑄“協和”榮光,我馬斯克義不容辭,想要一舉把超音速飛機的門檻拉低,徹底民用化,根據極果君的調查,特斯拉已經悄悄申請了相關專利,並且緊鑼密鼓的在研發相關電池了。
事實上,馬斯克在電動飛機方面的野心至少可以追溯到2008年,在極果君最喜歡的《鋼鐵俠》系列電影的第二部中,馬斯克客串的角色對鋼鐵俠說出了“我對電動飛機感興趣”的臺詞。
相比於傳統飛機的高燃料成本和維修成本,以及對環境的汙染,電動飛機的製作成本和維修費用更低,對環境造成的汙染更少,那目前製作電動飛機最大的難題是什麼呢?
現階段想要製作一臺高效能電動飛機,特斯拉表示最大的難題還是技術上難以突破,尤其是電池技術。
以電動汽車來看,特斯拉電動車在技術方面著實乏善可陳,馬斯克在技術研發上的實力顯然大幅遜色於其炒作能力和資本運作能力。
電動飛機的動力來源自然是電池,說到電池自然又會牽扯到老生常談的電池續航和安全問題。
眾所周知,特斯拉的電動汽車在國內外市場的口碑可謂“兩極分化”,雖然馬斯克一直強調自家公司研發技術的初衷是減少交通事故和保障駕駛員安全,但是剎車失靈和自燃的現象層出不窮,著實讓人唏噓。
電動汽車自燃或者失靈,或許還有一線生機,但是飛機呢?
超音速飛機的常在大概在離地10000m的平流層底部高速巡航(速度約1068km/h),如果在這個高度飛機發生自燃和失靈,後果可想而知。
並且平流層的溫度可以達到零下57℃,這樣的低溫對電池本身以及電池的保護能力無疑也是一場極大的考驗。
有人可能會問,高空問題這麼多,飛低一點可以嗎?
極果君要告訴你,當然不行!低空超音速飛行,音爆(超音速時產生的衝擊波傳到地面形成爆炸聲)對地面破壞性強,所以超音速飛機的最小飛行高度是有一定的限制的。
另外高空的空氣稀薄,相對低空而言飛機遇到阻力小,空氣阻力大,有一定的危險性,比如飛機易解體,遇到危險以後駕駛員操作餘地較少。
說了這麼多,特斯拉到底為電動飛機做了哪些準備呢?
首先,特斯拉樂此不疲的在研究全新的擁有更高密度和更安全的電池,馬斯克本人曾表示,電池能量密度每年都在慢慢攀升,如果電芯能量密度達450-500wh/kg,電池組的效率達到400wh/kg,電動飛機差不多就手到擒來了。
除了常規的電池,特斯拉也致力於太陽能電池的開發。上面說到噴氣飛機的飛行高度一般到達了平流層,於是乎如何在平流層使用太陽能電池板為電動飛機充電,似乎成了一個可以研究的課題。
此前,漢能製作過一款搭載砷化鎵薄膜太陽能電池的無人機。
這架被視作“永飛機”的平流層太陽能無人機,就不同於目前市場上大多數無人機使用鋰離子電池、內燃機發電、氫燃料電池等作為動力來源,而是僅依靠太陽能提供動力就能有效地無限飛行。
如果馬斯克也能研究出類似的技術,那麼估計電動飛機也不會太遠了。
但其實透過專利方面可以很明白的看出來,特斯拉針對太陽能以及電池方面一直在精進。
這項專利是特斯拉的太陽能電池板,其中包括多個太陽能電池子集。子集中的太陽能電池串聯耦合,並且太陽能電池的子集並聯耦合,為特斯拉後續的空用太陽能電池組打下了基礎。
這項專利提供一種新散熱方式:其中熱量從包括電池組的每個電池單元的至少一個電極透過導電和導熱接線片、透過集電板和透過熱介面層傳遞到連線到外部溫度控制系統的溫度控制面板。這樣的設計也極大的保證了電池的散熱和安全性。
又是新技術又是專利,造個飛機也忒麻煩了吧!其實只是“超音速”電動飛機不好造,如果單純拿電動飛機來說,其實國內外甚至已經有一些成熟的產品了。
由中國某公司設計,於2009年在美國EAA展示的eSpyder是一款小型的運動型電動飛機,重量為186Kg,機身長度為6米,機翼長度為10米,最高飛行速度為109Km/h。
eSpyder所配備的電池容量為13KWh,只夠連續飛行一到一個半小時,完整充電時間為兩到三個小時。
售價3.99萬美金的eSpyder的定位並不是一款交通出行工具,而是側重休閒娛樂的輕型運動飛機。
中國首架自主智慧財產權電動飛機RX1E由瀋陽航空航天大學設計,於2012年11月面世。
該機以稀土永磁同步電動機為動力,高能鋰電池為能源,整機使用複合材料,一次充電飛行45-60分鐘,最大時速160千米/小時,最大起飛重量480千克。
RX1E於2013-2015年獲得適航證和生產許可證,並已量產,售價為98萬人民幣。試生產的首批18架已與客戶簽約,並已部分交付客戶,被用於飛行訓練,將來可能還會用於旅遊觀光。
E-Fan是一款電動飛機,由由歐洲空中客車集團開發,第一代E-Fan飛機曾於2013年巴黎航展期間首次展出。
續航時間為45分鐘至1小時,最大時速218千米/小時,雙電機總功率為60千瓦,最大起飛重量580千克。2015年,E-Fan成功飛越英吉利海峽。
因此,電動飛機雖然聽起來科幻感十足,但並非黑科技,中國和歐洲早已有一些列成熟產品,有的早已亮相展會,有的拿到了適航證和生產許可證,有的已經交付客戶使用。
細心的讀者一定發現了,上文提到過電動飛機的技術難點中,很多都是需要在傳統飛機制造業有一定技術積累才能做到的,這也解釋了第一波造出電動飛機的是瀋陽航天航空大學、空客等在傳統飛機設計、製造方面有一定技術積累的機構。
而這恰恰是馬斯克的軟肋,如果無法獲得外部的技術支援,閉門造車估計很難造出電動飛機。但其實馬斯克已經做好了和SpaceX航空工程師的的合作準備,目前太陽能電池板是主要研究方向之一。
其實特斯拉也可以藉助美國強大的航空工業實力,從美國航空工業產業鏈中採購零件組裝電動飛機,又或者像SpaceX和NASA的合作一樣,航空部門與特斯拉合作,讓空中交通更便捷,更便宜。
誠然,電力具有通用性、靈活性、可再生(相對於煤炭、石油、天然氣)、輸送的便捷性等特點使其在能源上具備先天優勢,電力取代化石燃料是時間問題,但現在的技術水平還無法達到這一要求。
模型圖來自網際網路▲
其實不管是太陽能電池板,還是效率更高體積更小的電池,一旦技術上實現革新,受用的不光是飛機,也可以是各行各業。
關於特斯拉的飛機,網友們議論紛紛,大家都覺得“馬大忽悠”又開始了,電動飛機根本不現實。
其實冷靜下來想一想,最開始的電動汽車也不是罵聲一片嗎?如果特斯拉真的能做出來超音速電動噴氣飛機,無疑也是推動了科技發展的程序。
你對特斯拉的電動飛機有何看法?快在評論區討論起來吧。