十年前似乎遥不可及的纯电动汽车已经开始走入寻常百姓家ღ◈。在碳中和的大趋势下ღ◈，电动这个听上去环境友好的动力概念ღ◈，是否能在天上行得通呢？

　　1957年6月30日ღ◈，有官方报道的世界上第一架电动飞机——“无线电皇后”号电动模型飞机（使用永磁电动机和银锌电池驱动）在英国试飞成功ღ◈。几十年来ღ◈，电动飞机概念不断发展ღ◈。目前正在使用的电动推进技术路线一般可分为三类ღ◈：全电ღ◈、混合动力和涡轮电动ღ◈。简单来说区别在于是否使用电池ღ◈。

　　顾名思义ღ◈，电池作为飞机上唯一的推进动力源ღ◈，由电池向电动机供电ღ◈，带动风扇或螺旋桨产生推力人族无敌3ღ◈。这种推进方式理论上最清洁环保ღ◈，可实现零排放ღ◈，但难度也最大ღ◈，在可预见的未来大规模应用的可能性不大ღ◈。问题主要有两点ღ◈：一是电池技术ღ◈。如果电池技术没有突破ღ◈，越大的飞机就需要背负越重的电池ღ◈，这显然是不现实的ღ◈。正因如此ღ◈，目前出现的全电动飞机尺寸都较小ღ◈。二是安全问题ღ◈。电动汽车电池自燃的新闻屡见报端ღ◈，人员在地面尚有机会逃生ღ◈，到天上就凶多吉少了ღ◈。其安全问题难以通过监管部门审查ღ◈，将大大限制全电动技术的应用ღ◈。

　　罗罗公司已成功开发出名为ACCEL的全电动飞机ღ◈。相关技术包括370千瓦电推进系统ღ◈、高功率密度电池开云体育appღ◈，其测试通过地面全尺寸核心机试验台来开展ღ◈。项目使用的电池组是当前全球飞机电推进系统使用的功率密度最大的电池组人族无敌3ღ◈，由6000多个电芯封装而成ღ◈，兼顾了安全性ღ◈、重量和热防护ღ◈，可驱动螺旋桨达到2400转/分的转速ღ◈，飞行速度可达480千米/时ღ◈。在测试过程中ღ◈，每小时可产生数GB容量的数据ღ◈，团队基于测试数据分析进行了改进ღ◈。

　　3月1日ღ◈，罗罗公司“加速飞行电气化”项目高速全电动飞机完成了滑行试验ღ◈，并计划于今年第二季度首飞ღ◈。该项目原型机被命名为“创新精神”ღ◈，采用全电推进系统和固定翼构型ღ◈，设计功率400千瓦ღ◈、速度480千米/时ღ◈，计划创造电动飞机飞行速度世界纪录ღ◈。滑行试验是其首飞前的重要节点ღ◈，主要开展电推进系统集成关键测试ღ◈。

　　美国magniX公司和AeroTec公司2020年5月28日联合发布公告ღ◈，其研制的全电动赛斯纳Grand Caravan 208B飞机已在AeroTec公司位于美国华盛顿州的飞行测试中心成功完成首飞ღ◈。该机采用magniX公司的750马力（560 kW）magni500推进系统ღ◈，是全球目前最大的全电动商用飞机ღ◈。

　　考虑到全电的劣势和问题ღ◈，混合动力似乎是更加现实的选择ღ◈。由燃气涡轮发动机提供推力并为电池充电ღ◈，同时电池在飞行的多个阶段提供推进所需的能量ღ◈。这种从传统的发动机驱动到电力驱动的过渡方案ღ◈，主要分为以下三种ღ◈。

　　串联混合动力ღ◈：燃气涡轮发动机驱动发电机产生电力ღ◈，电力给电动机供电并给电池充电（电池再向电动机供电）ღ◈，电动机驱动风扇或螺旋桨运转产生推力ღ◈。该方案最主要的特点是发动机不直接提供动力ღ◈，只驱动发电机提供电能人族无敌3ღ◈，实现了发动机与电动机的分离ღ◈，使得发动机能够始终在最佳工况点附近稳定运转ღ◈，效率高ღ◈、排放性能好ღ◈。这种模式可实现多个“风扇/螺旋桨+电动机”的分布式推进系统ღ◈。

　　并联混合动力ღ◈：电动机由电池供电ღ◈，电动机和燃气涡轮发动机共同驱动风扇或螺旋桨运转产生推力ღ◈。这种模式下ღ◈，发动机在最佳工况点附近运行ღ◈，电动机用来提供不足的功率ღ◈，当发动机输出功率大于飞行所需时ღ◈，电动机作为发电机运行吸收多余能量ღ◈。

　　串联/并联部分混合动力ღ◈：存在多个风扇系统人族无敌3人族无敌3ღ◈，一部分直接由发动机驱动ღ◈，另一部分则由电动机（由电池或发电机供电）驱动ღ◈。

　　E-Fan X混合电推进研究由空客公司和西门子公司于2016年联合发起ღ◈，2017年罗罗公司加入该项目ღ◈。2019年罗罗公司收购西门子的电动航空部门人族无敌3ღ◈，项目参与方变为空客公司与罗罗公司ღ◈。该计划基于BAE系统公司AVRO RJ100支线飞机进行混合电推进改装ღ◈，采用罗罗公司的AE2100涡桨发动机的核心机改装为发电机开云体育appღ◈，使用西门子研制的2.5兆瓦的发电电机和2兆瓦驱动电机ღ◈，系统电压高达3千伏ღ◈，是目前研制的功率最大ღ◈、电压最高的航空电推进系统ღ◈。

　　2020年4月ღ◈，受疫情影响项目中止ღ◈，取消原计划的飞行演示验证开云体育appღ◈。罗罗公司将继续开展混合电推进系统研究开云体育appღ◈，完成地面测试ღ◈。

　　罗罗公司表示ღ◈，将于近期在英国布里斯托依托混合电推进试验台TP108 开展当前航空航天领域最大容量的混合动力系统“动力生成系统1号”的地面试验ღ◈。该系统核心为高功率密度发电机ღ◈，其功率高达2.5兆瓦ღ◈，远超当前技术水平ღ◈，能够有力推动未来兆瓦飞机ღ◈、全电飞机等愿景的实现ღ◈。发电机由AE2100热机驱动ღ◈，电源子系统采用3kV高压体制ღ◈。目前发电机在挪威特隆赫姆的实验室进行最终阶段测试ღ◈，完成后将与PGS1系统进行整合ღ◈；热管理子系统则由印第安纳波利斯团队负责ღ◈。PGS1系统是从原E-Fan X演示验证计划中独立出来的项目ღ◈。由于受疫情影响ღ◈，2020年空客公司与罗罗公司终止了该飞行演示验证计划ღ◈，随后罗罗公司独立开展PGS1研究工作ღ◈。该系统将可集成到未来的兆瓦级飞机平台并开展飞行测试ღ◈。

　　波音参与了NASA提出的亚声速超绿色研究飞机计划（SUGAR）ღ◈，并提出了一款名为Sugar Volt的飞机ღ◈，采用GE公司研制的hFan并联混合电推进系统人族无敌3开云体育appღ◈。

　　涡轮电动模式是指在飞行的任何阶段都不依赖电池作为推进动力ღ◈，而是使用燃气轮机来驱动发电机ღ◈，最终为驱动分布式风扇的各个电动机提供动力ღ◈。

　　部分涡轮电动是全涡轮电动的变体ღ◈，电动机提供部分推进动力ღ◈；其余的动力由燃气涡轮发动机驱动的风扇提供ღ◈。

　　涡轮电动概念非常适合分布式推进ღ◈，可获得更高的等效涵道比ღ◈。NASA 开发的“STARC-ABL”采用部分涡轮电推进架构ღ◈，该机在机翼下方安装有两台涡扇发动机提供推力ღ◈，同时这两台发动机还可以对安装于机身尾部的风扇提供电力ღ◈，从而为飞机提供部分推力ღ◈。尾部风扇对机身附面层的抽吸作用可为低能气流注入能量ღ◈，还可获得减阻的收益ღ◈。更小的阻力意味着可以减小动力需求人族无敌3ღ◈，缩小翼下发动机的尺寸开云体育appღ◈，抵消因电力系统ღ◈、后置风扇和短舱带来的额外重量增加ღ◈。

　　全电推进目前仅限用于小型飞机（通用航空飞机）ღ◈，但它们不是碳排放的主要来源ღ◈，从脱碳的角度来看ღ◈，应更多关注电推进在大型商用飞机上的应用ღ◈。对于大型商用飞机ღ◈，电池可能仅被用于辅助动力装置和起动系统等辅助系统ღ◈。若要发展电池驱动的电推进ღ◈，必须大幅提高电池或燃料电池的比功率ღ◈。从这一层面来说ღ◈，无需电池的涡轮电推进技术相较于需要电池的全电和混合动力方案更适合用于商用飞机ღ◈。

　　电动飞机的未来除了与电池等相关动力概念的发展息息相关外ღ◈，还取决于飞机本身ღ◈。采用空气动力学效率更高的结构和构型ღ◈，如先进材料ღ◈、更大展弦比机翼(如桁架支撑机翼)或混合翼身构型ღ◈，可以降低能量需求ღ◈，从而使电力推进结构更实用ღ◈。投资者推荐汽车饰件ღ◈，开运体育官网ღ◈，开云体育注册ღ◈。开运体育ღ◈。新能源动力系统ღ◈，