【簡(jiǎn)介：】本篇文章給大家談?wù)劇犊湛?20～200》對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助。本文目錄一覽：
1、全球首架電動(dòng)飛機(jī)起飛，電動(dòng)航空時(shí)代要開(kāi)始了嗎？


2、要制造電動(dòng)飛機(jī)需要攻克哪些技術(shù)難

本篇文章給大家談?wù)劇犊湛?20～200》對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助。

本文目錄一覽：

• 1、全球首架電動(dòng)飛機(jī)起飛，電動(dòng)航空時(shí)代要開(kāi)始了嗎？
• 2、要制造電動(dòng)飛機(jī)需要攻克哪些技術(shù)難點(diǎn)？
• 3、電動(dòng)飛機(jī)的分類(lèi)
• 4、制造大型電動(dòng)飛機(jī)的技術(shù)難點(diǎn)有哪些？
• 5、未來(lái)的飛機(jī)長(zhǎng)啥樣?

全球首架電動(dòng)飛機(jī)起飛，電動(dòng)航空時(shí)代要開(kāi)始了嗎？

這些年很多人都在關(guān)注新能源電動(dòng)汽車(chē)的一個(gè)發(fā)展項(xiàng)目，不過(guò)在大家停留在新能源電動(dòng)汽車(chē)項(xiàng)目的同時(shí)，全球首架電動(dòng)飛機(jī)已經(jīng)在不知不覺(jué)中完成了試飛，準(zhǔn)確的來(lái)說(shuō)是首架商用電動(dòng)飛機(jī)完成了試飛，因?yàn)橐郧霸趯?shí)驗(yàn)室里同樣有電動(dòng)飛機(jī)嘗試過(guò)升空，只是由于效果并不怎么好，同時(shí)無(wú)法保證安全性，于是這些項(xiàng)目都被擱置了。

而現(xiàn)在加拿大的電動(dòng)飛機(jī)已經(jīng)成功完成了載人任務(wù)，并且預(yù)計(jì)在兩年之后將全面提供商用載人航天，這架電動(dòng)飛機(jī)從加拿大的溫哥華開(kāi)始試飛，盡管這是一件非常鼓舞人心的壯舉，但是當(dāng)時(shí)的記者報(bào)道飛機(jī)的飛行時(shí)間只有短短的15分鐘，盡管飛行過(guò)程當(dāng)中未出現(xiàn)差錯(cuò)，但如此短的一個(gè)試飛時(shí)間或許也說(shuō)明了在持續(xù)飛行的過(guò)程當(dāng)中仍然存在一些難題需要攻克。

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事實(shí)上電動(dòng)飛機(jī)的動(dòng)力與續(xù)航是一個(gè)很大的問(wèn)題，這也不僅僅是電動(dòng)飛機(jī)，就算是電動(dòng)的汽車(chē)也一樣，所有依靠電力來(lái)驅(qū)動(dòng)的大型項(xiàng)目都面臨著這個(gè)問(wèn)題，電動(dòng)汽車(chē)現(xiàn)在特斯拉是比較出名的，但就算是特斯拉續(xù)航里程也不過(guò)短短的幾百公里，而國(guó)內(nèi)的很多劣質(zhì)的電動(dòng)汽車(chē)，甚至只有能續(xù)航五六十公里或者100公里，這根本就是讓人難以接受的，不少人沒(méi)有辦法把這種車(chē)輛當(dāng)成車(chē)，只把它們稱(chēng)之為玩具車(chē), 除了給老奶奶騎去買(mǎi)菜之外，這種續(xù)航不過(guò)100公里的電動(dòng)車(chē)真的不知道還能干嘛。

這是由于雖然電力技術(shù)在如今這個(gè)時(shí)代已經(jīng)發(fā)展了很多年，但有一個(gè)很大的問(wèn)題就是依靠電力來(lái)運(yùn)行的這些技術(shù)全部都是不依賴(lài)移動(dòng)電源的，電池技術(shù)其實(shí)已經(jīng)有很多的年沒(méi)有發(fā)展過(guò)了，早在2002年甚至是更早的時(shí)候，人們就提出了石墨烯等更優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)電材料，但直到今天新興的電池材料一直沒(méi)出現(xiàn)，足夠多的一個(gè)電池儲(chǔ)備，就必須要有更大的一個(gè)重量以及更大的電池體積。

無(wú)論是飛機(jī)還是電動(dòng)汽車(chē)，都需要電池體積盡可能的小并且輕便，這樣才能夠讓飛機(jī)或者汽車(chē)輕裝起航，然而電池小那么就沒(méi)有辦法可以有足夠長(zhǎng)的續(xù)航，電池體積太大又會(huì)導(dǎo)致攜帶不便，同時(shí)過(guò)重的體積也會(huì)延緩速度并且降低續(xù)航，所以在電池技術(shù)沒(méi)有更新之前，這已經(jīng)成為了一個(gè)死循環(huán)。

盡管如此，電力技術(shù)依舊是現(xiàn)在這個(gè)社會(huì)比較關(guān)鍵的核心技術(shù)，并且也是很多人所迫切需要出現(xiàn)的，其實(shí)飛機(jī)行業(yè)的很多專(zhuān)業(yè)人士就表示，現(xiàn)在所有的飛機(jī)使用的都是燃油，而燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的確表現(xiàn)出了它非常強(qiáng)大的動(dòng)力以及優(yōu)良的性能，但是隨著這些年坐飛機(jī)的人越來(lái)越多，民航燃油排放的污染已經(jīng)成為了全世界都迫切需要注意的問(wèn)題。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)還是那個(gè)問(wèn)題，就是現(xiàn)在世界上對(duì)大氣層的污染已經(jīng)非常嚴(yán)重了，人們更加迫切需要獲得一種更清潔的能源來(lái)使用，很顯然電力就是那種人員，并且在目前看來(lái)，在所有的新能源當(dāng)中，電力能源是最合適的，可惜在便攜性的問(wèn)題，電力由于電池的限制，始終都沒(méi)有辦法有一定的突破。

除了電力之外，目前民航這邊還想要使用生物燃料或者是其他的燃料，總之就是燃油這種東西確實(shí)不太好繼續(xù)使用了，地球始終是只有一個(gè)的，不論人們的科學(xué)技術(shù)怎么發(fā)展，想要在短時(shí)間內(nèi)突破地球所存在的限制還是非常艱難，人們想要移民到外太空是一個(gè)比較美好的夢(mèng)想，不過(guò)這只存在于科幻小說(shuō)中，至少要在100年之后，可能人們才能夠擁有這個(gè)技術(shù)。

當(dāng)然對(duì)一些比較樂(lè)觀的樂(lè)天派科學(xué)家來(lái)說(shuō)，或許這一時(shí)間可以縮短到50年，其中馬斯克的航天公司已經(jīng)開(kāi)始準(zhǔn)備載人去火星，并且準(zhǔn)備好了相對(duì)應(yīng)的一些計(jì)劃以及人類(lèi)移民的準(zhǔn)備，而具體執(zhí)行這一計(jì)劃的時(shí)間將會(huì)在未來(lái)的20年里，大家應(yīng)該都有看過(guò)火星救援這一個(gè)科幻電影，這上面就描述了關(guān)于人類(lèi)在火星生存的一些情況以及需要面對(duì)的危險(xiǎn)。

在一個(gè)陌生的星球想要生存下來(lái)非常的危險(xiǎn)，因?yàn)樯厦娴沫h(huán)境原本就不適合任何生物生存，除非人們直接把整個(gè)火星進(jìn)行大氣層以及地質(zhì)進(jìn)行一個(gè)改善，然后人類(lèi)才可以在火星上居住下來(lái)并且完成移民，但想要做到這一點(diǎn)太難了，于是目前人們的可持續(xù)計(jì)劃依舊核心是減少污染排放，推進(jìn)新能源的實(shí)用。

要制造電動(dòng)飛機(jī)需要攻克哪些技術(shù)難點(diǎn)？

在去年，《赫芬頓郵報(bào)》報(bào)道了特斯拉CEO馬斯克要制造電動(dòng)超音速飛機(jī)的消息，雖然至今還沒(méi)有超音速電動(dòng)飛機(jī)的進(jìn)一步消息，但這并不妨礙我們探討要制造電動(dòng)飛機(jī)所需要攻克的技術(shù)瓶頸。

瓶頸一:能源和動(dòng)力

毫無(wú)疑問(wèn)，目前來(lái)說(shuō)，最適合電動(dòng)飛機(jī)的儲(chǔ)能載體就是鋰電池了。然而，鋰電池卻存在存儲(chǔ)能量相對(duì)有限的問(wèn)題，而這也是目前智能手機(jī)續(xù)航時(shí)間相對(duì)偏短的根源。如果將鋰電池和汽油相比較，差距就一目了然了，鋰電池和汽油的比能量數(shù)值分別為：0.15—0.25kWh/kg和12—12.5kWh/kg，碳?xì)淙剂鲜浅簹渫獗饶芰繑?shù)值最高的燃料，即使只有30%的能量被利用上，比能量仍高達(dá)3.6—3.7kWh/kg，相當(dāng)于鋰電池的20倍。

此外，電動(dòng)飛機(jī)還存在電動(dòng)力系統(tǒng)存在偏重的問(wèn)題。傳統(tǒng)使用燃油的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)、渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)等都是經(jīng)過(guò)千錘百煉的發(fā)動(dòng)機(jī)，相比之下，電動(dòng)力系統(tǒng)就存在很大差距——電動(dòng)機(jī)和機(jī)體結(jié)構(gòu)的重量系數(shù)達(dá)到0.70—0.85，約為常規(guī)飛機(jī)的2倍。另外，電動(dòng)飛機(jī)還存在性能差，環(huán)境適應(yīng)性差，安全性、可靠性有待驗(yàn)證等問(wèn)題。目前的電動(dòng)飛機(jī)僅能滿(mǎn)足最基本的飛行。

誠(chéng)然，電力具有通用性、靈活性、可再生（相對(duì)于煤炭、石油、天然氣）、輸送的便捷性等特點(diǎn)使其在能源上具備先天優(yōu)勢(shì)，電力取代化石燃料是時(shí)間問(wèn)題，但現(xiàn)在的技術(shù)水平還無(wú)法達(dá)到這一要求。哪怕是軍艦所謂全電推進(jìn)也是用大功率燃機(jī)發(fā)電，而非使用鋰電池存儲(chǔ)電能。

瓶頸二：氣動(dòng)布局

氣動(dòng)布局簡(jiǎn)單的說(shuō)就是飛機(jī)的外形，因空氣阻力和氣流升力的影響，不同的外形會(huì)對(duì)飛機(jī)的性能造成很大的影響。比如成飛的J10就采用了中距耦合鴨式布局；達(dá)索的幻影2000采用了無(wú)尾三角翼布局；洛馬的F22因?yàn)槠浒l(fā)動(dòng)機(jī)F119獨(dú)步天下，選擇了常規(guī)布局。氣動(dòng)設(shè)計(jì)是無(wú)數(shù)次成功或失敗的經(jīng)驗(yàn)積累，飛機(jī)模型要在風(fēng)洞中反復(fù)測(cè)試，在試飛和交付用戶(hù)后不斷改進(jìn)，這些都要花費(fèi)巨大的時(shí)間成本和資金成本。

雖然民用電動(dòng)飛機(jī)的氣動(dòng)布局未必會(huì)有軍機(jī)這樣復(fù)雜，但由于電動(dòng)飛機(jī)在巡航時(shí)速度較低，飛行雷諾數(shù)低，而在高空長(zhǎng)航時(shí)飛機(jī)飛行環(huán)境復(fù)雜（密度、溫度、高空風(fēng)等），大翼展機(jī)翼的氣動(dòng)彈性問(wèn)題難解決，因此，電動(dòng)飛機(jī)的氣動(dòng)設(shè)計(jì)要求比同類(lèi)常規(guī)動(dòng)力飛機(jī)苛刻，要達(dá)到極低能耗和極高效率。

瓶頸三：材料和結(jié)構(gòu)

因電動(dòng)飛機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)存在重量偏大，功率偏低的問(wèn)題，電動(dòng)飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)就必須要比常規(guī)動(dòng)力飛機(jī)更強(qiáng)，重量更輕?，F(xiàn)有的電動(dòng)飛機(jī)基本都采用復(fù)合材料制造，機(jī)身空重普遍在200千克到300千克。

而電動(dòng)飛機(jī)，特別是高空長(zhǎng)航時(shí)的電動(dòng)飛機(jī)本身的一些特性非常不利于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如超大尺寸/大撓度機(jī)體、大展弦比/大面積機(jī)翼、電動(dòng)力系統(tǒng)部件集成安裝等。這些特點(diǎn)使在設(shè)計(jì)上很難有效滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度和氣動(dòng)彈性等基本要求。

因此，結(jié)構(gòu)和材料技術(shù)也是制約電動(dòng)飛機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。新型高強(qiáng)度輕質(zhì)材料，如各種先進(jìn)復(fù)合材料、高強(qiáng)度柔性薄膜；實(shí)現(xiàn)更高效率的全新的結(jié)構(gòu)形式，如薄壁盒形梁/管形梁、桁架結(jié)構(gòu)、蜂窩/泡沫夾芯結(jié)構(gòu)；突破結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)極限，包括尺度（如超長(zhǎng)、超薄等）、形狀和承載能力等。如果無(wú)法突破上述關(guān)鍵技術(shù)，那么電動(dòng)飛機(jī)將因?yàn)槌責(zé)o法起飛，或因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足而在空中解體。

電動(dòng)飛機(jī)是否僅僅是幻想

雖然超音速電動(dòng)飛機(jī)目前還遙不可及，但電動(dòng)飛機(jī)并非做不到，實(shí)際上，國(guó)內(nèi)外一些廠商依舊有一些探索性的產(chǎn)品。

（E-Spyder）

E-Spyder由中國(guó)某公司設(shè)計(jì)，于2009年在美國(guó)EAA展示。E-Spyder是一款超輕型單座鋰電池電動(dòng)飛機(jī)，動(dòng)力裝置為一臺(tái)20千瓦的電機(jī)，續(xù)航時(shí)間40分鐘。

（E-430）

E-430由中國(guó)某公司設(shè)計(jì)，采用近似動(dòng)力滑翔機(jī)的外形設(shè)計(jì)，高度流線(xiàn)形低阻機(jī)身使飛行能耗降到最低。機(jī)頭安裝的動(dòng)力系統(tǒng)主要包括電動(dòng)機(jī)和三葉復(fù)合材料螺旋槳。整機(jī)采用全復(fù)合材料，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。E-430空重255千克（包括蓄電池），最大起飛重量430千克；最大平飛速度150千米/小時(shí)，巡航速度95千米/小時(shí)。標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航時(shí)間2小時(shí)，最大續(xù)航時(shí)間3小時(shí)。因電費(fèi)比航空燃油便宜，飛機(jī)最大優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)性好。目前，飛機(jī)已通過(guò)了德國(guó)適航認(rèn)證。

（RX1E）

RX1E由沈陽(yáng)航空航天大學(xué)設(shè)計(jì)，于2012年11月面世。該機(jī)以稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，高能鋰電池為能源，整機(jī)使用復(fù)合材料，一次充電飛行45-60分鐘，最大時(shí)速160千米/小時(shí)，最大起飛重量480千克。RX1E于2013-2015年獲得適航證和生產(chǎn)許可證，并已量產(chǎn)，售價(jià)為98萬(wàn)人民幣。試生產(chǎn)的首批18架已與客戶(hù)簽約，并已部分交付客戶(hù)，被用于飛行訓(xùn)練，將來(lái)可能還會(huì)用于旅游觀光。

（E-Fan）

E-Fan由空客設(shè)計(jì)，續(xù)航時(shí)間為45分鐘至1小時(shí)，最大時(shí)速218千米/小時(shí)，雙電機(jī)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。

總而言之，電動(dòng)飛機(jī)雖然聽(tīng)起來(lái)科幻感十足，但實(shí)際上離我們并不遙遠(yuǎn)，雖然目前依舊存在一些技術(shù)瓶頸，但在將來(lái)的某一天，我們也許就能見(jiàn)到電動(dòng)飛機(jī)在空中飛翔的身影。

出品：科普中國(guó)

制作：鐵流

監(jiān)制：中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心“科普中國(guó)”是中國(guó)科協(xié)攜同社會(huì)各方利用信息化手段開(kāi)展科學(xué)傳播的科學(xué)權(quán)威品牌。

本文由科普中國(guó)融合創(chuàng)作出品，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

電動(dòng)飛機(jī)的分類(lèi)

電動(dòng)飛機(jī)與普通飛機(jī)的主要區(qū)別是依靠電動(dòng)機(jī)而不是內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)。根據(jù)電動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)的不同，電動(dòng)飛機(jī)可分為太陽(yáng)能電動(dòng)飛機(jī)（一般稱(chēng)為太陽(yáng)能飛機(jī)）、蓄電池電動(dòng)飛機(jī)（目前主要是鋰電池電動(dòng)飛機(jī)）和燃料電池電動(dòng)飛機(jī)。除了純電動(dòng)飛機(jī)以外，還有混合動(dòng)力飛機(jī)。每種類(lèi)型飛機(jī)又分成有人駕駛和無(wú)人駕駛兩類(lèi)。 “太陽(yáng)挑戰(zhàn)者”號(hào)

1980年，保羅·麥卡克萊迪（Paul MacCready）設(shè)計(jì)的蜘蛛絲-企鵝號(hào)（Gossamer Penguin）太陽(yáng)能飛機(jī)在美國(guó)加利福尼亞州第一次實(shí)現(xiàn)載人飛行，當(dāng)時(shí)是由他十三歲的兒子進(jìn)行控制。1981年，改進(jìn)型的“太陽(yáng)挑戰(zhàn)者”號(hào)成功穿越了英吉利海峽，當(dāng)時(shí)平均時(shí)速為54公里。它是一架單座太陽(yáng)能飛機(jī)，翼展14．3米，飛機(jī)空重90公斤，機(jī)翼和水平尾翼上表面共有16000多片硅太陽(yáng)電池，在理想陽(yáng)光的照射下能輸出3000瓦以上的功率。

右圖為蜘蛛絲-企鵝號(hào)電動(dòng)飛機(jī)圖冊(cè)，源自美國(guó)國(guó)家航空航天局官網(wǎng)。

“太陽(yáng)神”號(hào)

在“太陽(yáng)挑戰(zhàn)者”號(hào)的基礎(chǔ)上，美國(guó)航空環(huán)境公司（AeroVironment）在美國(guó)宇航局環(huán)境研究飛機(jī)和傳感技術(shù)項(xiàng)目資助下設(shè)計(jì)制造出“太陽(yáng)神”號(hào)太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)。“太陽(yáng)神”號(hào)耗資約1500萬(wàn)美元，用碳纖維合成物制造，整架飛機(jī)僅重590公斤，比小型汽車(chē)還要輕?！疤?yáng)神”號(hào)兩個(gè)寬大的機(jī)翼全面伸展時(shí)卻達(dá)75米，波音747飛機(jī)和“陽(yáng)光動(dòng)力”號(hào)飛機(jī)都望塵莫及。 1999年，“太陽(yáng)神”號(hào)在加州試飛，當(dāng)時(shí)完全靠電池驅(qū)動(dòng)。2001年，研究人員將“太陽(yáng)神”號(hào)運(yùn)往更加適宜飛行的夏威夷，裝上65000片太陽(yáng)能板，由地面兩名機(jī)師透過(guò)遙控設(shè)備“駕駛”；飛行了10小時(shí)17分后，“太陽(yáng)神”號(hào)達(dá)到22800米的目標(biāo)高度。2003年6月26日，“太陽(yáng)神”號(hào)因在試飛時(shí)突然遭遇強(qiáng)湍流導(dǎo)致空中解體，墜入夏威夷考艾島附近海域。

右上圖為“太陽(yáng)神”號(hào)太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)的圖冊(cè)，源自美國(guó)國(guó)家航空航天局官網(wǎng)。

“陽(yáng)光動(dòng)力”號(hào)

2010年7月8日，瑞士“陽(yáng)光動(dòng)力”號(hào)太陽(yáng)能飛機(jī)在試飛成功。這架飛機(jī)耗資一億美元、歷時(shí)七年打造，是世界上第一架晝夜連飛的太陽(yáng)能飛機(jī)。機(jī)身由超輕碳纖維復(fù)合材料制成，翼展長(zhǎng)達(dá)63.4米，相當(dāng)于波音747的長(zhǎng)度，重量相當(dāng)于一輛普通轎車(chē)，其機(jī)翼上裝有1.2萬(wàn)塊太陽(yáng)能電池板，高性能聚合鋰電池以及4臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。飛機(jī)每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率為10馬力即總功率為40馬力，飛行時(shí)速為70公里。更重要的是，它是一架完全由太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的飛機(jī)。

截至2012年5月底，這架采用太陽(yáng)能動(dòng)力的載人飛機(jī)，仍保持著26小時(shí)10分鐘19秒的飛行時(shí)間紀(jì)錄，同時(shí)也創(chuàng)下了海拔9235米的飛行高度紀(jì)錄。

2012年5月24日，“陽(yáng)光動(dòng)力”號(hào)首次嘗試從瑞士到摩洛哥的洲際飛行，全程使用太陽(yáng)能動(dòng)力。此次飛行是為2014年的環(huán)球飛行作準(zhǔn)備。

2012年5月24日，從瑞士帕耶訥出發(fā)，由該項(xiàng)目的兩位發(fā)起人博爾施貝格和皮卡爾輪流駕駛。在歷時(shí)17個(gè)小時(shí)后，抵達(dá)西班牙首都馬德里。此后，受直布羅陀海峽多風(fēng)天氣影響，“太陽(yáng)驅(qū)動(dòng)”號(hào)在馬德里逗留了約10天。

2012年6月5日，“陽(yáng)光動(dòng)力”號(hào)從馬德里的巴拉哈斯機(jī)場(chǎng)起飛，飛向西班牙西南部，6月5日深夜徐徐降落在北非國(guó)家摩洛哥的拉巴特－薩累機(jī)場(chǎng)。皮卡爾在走下飛機(jī)后對(duì)媒體說(shuō)，“陽(yáng)光動(dòng)力”號(hào)的最終目的地是摩洛哥中部城市瓦爾扎扎特，總共飛行里程將達(dá)2500公里。他說(shuō)，此次飛行不僅是為了增強(qiáng)人們對(duì)太陽(yáng)能的信心，同時(shí)也是為了支持摩洛哥在瓦爾扎扎特建設(shè)大型太陽(yáng)能發(fā)電站的計(jì)劃，以推動(dòng)減少對(duì)化石燃料的依賴(lài)。

此次飛行標(biāo)志著人類(lèi)歷史上第一架太陽(yáng)能飛機(jī)完成跨越歐非大陸之旅。據(jù)報(bào)道，有專(zhuān)家預(yù)計(jì)，40多年后，太陽(yáng)能飛機(jī)在解決太陽(yáng)能吸收、大幅提高電池功效之后，能夠承載300名乘客的大型太陽(yáng)能飛機(jī)有望投入運(yùn)營(yíng)。 Cri-Cri電動(dòng)飛機(jī)

2010年9月2日，歐洲航宇集團(tuán)公司（EADS公司）全電飛機(jī)Cri-Cri在巴黎Le Bourget機(jī)場(chǎng)正式進(jìn)行首飛。這架四引擎的特技飛行飛機(jī)由EADS創(chuàng)新工廠、Aero Composites Saintonge公司和綠色Cri-Cri協(xié)會(huì)聯(lián)合開(kāi)發(fā)。飛機(jī)在首飛中進(jìn)行了7分鐘的不間斷飛行。

Cri-Cri是單座型飛機(jī)，基于Cri-Cri自制飛機(jī)研制，采用了復(fù)合材料，以降低自身重量，并彌補(bǔ)因安裝鋰電池而增加的重量。

Cri-Cri動(dòng)力來(lái)自于由4臺(tái)無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)的反向旋轉(zhuǎn)螺旋槳，無(wú)二氧化碳排放，能夠以110千米/小時(shí)的速度巡航30分鐘，以248千米/小時(shí)的速度進(jìn)行15分鐘的特技飛行，爬升速度5.3米/秒。

E430電動(dòng)飛機(jī)

2010年7月28日，中國(guó)制造的世界首架商用純電動(dòng)E430電動(dòng)飛機(jī)在美國(guó)威斯康辛州奧什科什市機(jī)場(chǎng)“飛來(lái)者大會(huì)”試飛成功，起飛平穩(wěn)，飛行高度達(dá)到3000米左右。試飛現(xiàn)場(chǎng)共有80萬(wàn)名飛行迷和近萬(wàn)架飛機(jī)，其中包括中國(guó)E430電動(dòng)飛機(jī)主創(chuàng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)。

2009年1月，E430成功下線(xiàn)，其外形圓潤(rùn)，帶有V形尾翼，翼展13.8米，機(jī)身長(zhǎng)約7米，可乘坐兩人，配有40千瓦（54馬力）的電動(dòng)機(jī)，動(dòng)力采用30AH的鋰聚合物電池，產(chǎn)品性能大大優(yōu)于世界同類(lèi)產(chǎn)品。2009年1月24日，E430在位于上海郊區(qū)的機(jī)場(chǎng)首次起飛，獲得了一系列堪稱(chēng)世界第一的技術(shù)參數(shù)：最大起飛重量430公斤，最高時(shí)速150公里，經(jīng)濟(jì)時(shí)速95公里；可續(xù)航2-3個(gè)小時(shí)，充電時(shí)間3-4個(gè)小時(shí)，每次充電約需5美元。

中國(guó)E430以良好的性能在奧什科什完美亮相，標(biāo)志著世界第一架商用純電動(dòng)飛機(jī)正式誕生，一舉打破了歐美國(guó)家長(zhǎng)期主宰低空飛行的格局。首屆林白電動(dòng)飛機(jī)大獎(jiǎng)評(píng)審會(huì)決定將最佳電動(dòng)飛機(jī)大獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給中國(guó)Yuneec公司，美國(guó)Sonex飛機(jī)公司獲得最佳電動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)，德國(guó)的Lange飛機(jī)公司獲得最佳電動(dòng)滑翔機(jī)獎(jiǎng)。去年，E430又榮獲英國(guó)倫敦設(shè)計(jì)博物館主辦的英國(guó)生命保險(xiǎn)設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)，被授予交通類(lèi)設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)。

2011年，中國(guó)Yuneec公司曾計(jì)劃實(shí)現(xiàn)E430批量生產(chǎn)，并通過(guò)英國(guó)公司全部包銷(xiāo)，每架飛機(jī)定價(jià)為8.9萬(wàn)美元。 “安塔里斯”號(hào)

2009年7月7日，世界首架利用燃料電池驅(qū)動(dòng)的有人駕駛飛機(jī)在德國(guó)漢堡升空。這架飛機(jī)名為“安塔里斯”號(hào)DLR-H2型機(jī)動(dòng)滑翔機(jī)。它由德國(guó)航空航天中心和一些私人企業(yè)共同研制。德國(guó)航空航天中心專(zhuān)家約翰·迪特里?！の旨{說(shuō)：“我們?cè)陔姵匦屎捅憩F(xiàn)上實(shí)現(xiàn)了許多改進(jìn)，飛機(jī)可以只靠燃料電池實(shí)現(xiàn)起飛?！薄鞍菜锼埂崩脷渥鳛槿剂?，通過(guò)和空氣中的氧發(fā)生電化反應(yīng)產(chǎn)生能量。在最佳情況下，這種飛機(jī)可連續(xù)飛行5小時(shí)，飛行半徑達(dá)到750公里。

制造大型電動(dòng)飛機(jī)的技術(shù)難點(diǎn)有哪些？

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電動(dòng)飛行

外形獨(dú)特、采用電動(dòng)或混合推進(jìn)系統(tǒng)的飛機(jī)遲早將飛上藍(lán)天。

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七月，空客公司試飛員迪迪邇·埃森登（Didier Esteyne）駕駛一架兩座小型電動(dòng)飛機(jī)E-Fan飛越英吉利海峽。作為歐洲大型航空集團(tuán)，空客發(fā)布特別聲明指出E-Fan飛越英吉利海峽飛并非作秀。實(shí)際上，空客公司為了將E-Fan作為教練機(jī)進(jìn)行量產(chǎn)，對(duì)電動(dòng)飛機(jī)采取了十分嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。E-Fan電動(dòng)飛機(jī)將在2017年開(kāi)始銷(xiāo)售，四座型E-Fan電動(dòng)飛機(jī)也將隨后上市。

除了空客公司之外，還有其他飛機(jī)制造廠商考慮制造比E-Fan大得多的電動(dòng)或混合動(dòng)力載人飛機(jī)。與飛機(jī)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)相比，飛機(jī)電動(dòng)推進(jìn)裝置有著多種優(yōu)勢(shì)，這與汽車(chē)行業(yè)的情況一樣?，F(xiàn)代化的數(shù)控電動(dòng)機(jī)輸出大扭矩，扭矩是指螺旋槳或電扇葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)力量。飛機(jī)電動(dòng)推進(jìn)裝置不僅運(yùn)行安靜、清潔、可靠性高，而且可磨損或損壞的機(jī)械部件較少。

說(shuō)實(shí)在的，電動(dòng)飛機(jī)電池提供的飛行里程讓很多人不感興趣：E-Fan電動(dòng)飛機(jī)的鋰電池在保證30分鐘飛行電量冗余的前提下，只能讓其飛行一個(gè)小時(shí)。一小時(shí)飛行時(shí)間，滿(mǎn)足一節(jié)飛行訓(xùn)練課倒是沒(méi)問(wèn)題，卻可能無(wú)法滿(mǎn)足客機(jī)使用要求。不過(guò)，電池性能有了穩(wěn)步改善，以及飛機(jī)具有較長(zhǎng)的使用壽命（波音747于1969首飛）的原因，航空工程師開(kāi)展了各種項(xiàng)目，以研制未來(lái)飛機(jī)。

讓航空工程師們感到興奮的是電動(dòng)推進(jìn)裝置讓他們能制造出與完全不同與常規(guī)飛機(jī)的電動(dòng)飛機(jī)，如同空客公司上述展示的電動(dòng)推進(jìn)概念。電動(dòng)推進(jìn)概念是指飛機(jī)不再依靠機(jī)翼下沉重的大型噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)飛行，而是依靠數(shù)量眾多的小型而輕巧的電動(dòng)螺旋槳飛行，這些小型電動(dòng)螺旋槳可以安裝在飛機(jī)各個(gè)部位。如果使用小型常規(guī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，飛機(jī)結(jié)構(gòu)將變得復(fù)雜，而且重量也將大幅增加。

電動(dòng)機(jī)讓所謂的分布式電動(dòng)推進(jìn)概念變得可行。分布式電動(dòng)推進(jìn)的好處就是能提高經(jīng)過(guò)機(jī)翼的氣流，讓飛機(jī)的飛行效率變得更高。馬克·摩爾是美國(guó)國(guó)家航空航天局維吉尼亞藍(lán)勒研發(fā)中心的主研究員，他表示“‘分布式電動(dòng)推進(jìn)’將從根本上改變我們?cè)O(shè)計(jì)飛機(jī)的方式。”

蓄勢(shì)待發(fā)

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在加州愛(ài)德華空軍基地，美國(guó)國(guó)家航空航天局正測(cè)試分布式電動(dòng)推進(jìn)機(jī)翼：分布式電動(dòng)推進(jìn)機(jī)翼被安裝到一輛卡車(chē)上，在電動(dòng)推進(jìn)機(jī)翼的推動(dòng)下，卡車(chē)高速行駛在一個(gè)干涸的湖床上。18臺(tái)小型電動(dòng)螺旋槳被并排安裝在機(jī)翼前緣。美國(guó)國(guó)家航空航天局的下一步是進(jìn)行“權(quán)杖（Sceptor）項(xiàng)目”。按照權(quán)杖項(xiàng)目的計(jì)劃，美國(guó)國(guó)家航空航天局將用一對(duì)分布式電動(dòng)推進(jìn)機(jī)翼來(lái)替換意大利Tecnam公司制造的P2006T四座雙引擎輕型飛機(jī)的機(jī)翼，這對(duì)分布式電動(dòng)推進(jìn)機(jī)翼上裝有十二臺(tái)左右電動(dòng)螺旋槳（見(jiàn)圖片）。按計(jì)劃，權(quán)杖項(xiàng)目將于2017年開(kāi)始執(zhí)行。

權(quán)杖項(xiàng)目使用的并排小型電動(dòng)螺旋槳能提高飛機(jī)低速飛行時(shí)的升力，讓飛機(jī)能在較短的跑道上起飛，機(jī)翼也能做得更加纖細(xì)，分布式電動(dòng)推進(jìn)機(jī)翼的寬度有可能僅是常規(guī)飛機(jī)機(jī)翼的三分之一，降低了飛機(jī)的重量和燃油成本。輕型飛機(jī)的機(jī)翼通常相對(duì)較大，以防止飛機(jī)失速（在低速飛行時(shí)，機(jī)翼不能提供足夠的升力）。當(dāng)飛機(jī)進(jìn)行巡航飛行時(shí)，大機(jī)翼會(huì)產(chǎn)生更多阻力，效率不高。權(quán)杖項(xiàng)目使用的分布式電動(dòng)推進(jìn)機(jī)翼經(jīng)過(guò)優(yōu)化，有利于巡航飛行，還有助于防止飛機(jī)在起飛或降落時(shí)發(fā)生失速。

分布式電動(dòng)推進(jìn)機(jī)翼還有其他功能。分布式電動(dòng)推進(jìn)機(jī)翼上的每個(gè)電動(dòng)螺旋槳都被獨(dú)立控制，此功能可改變氣流通過(guò)機(jī)翼的方式，以應(yīng)對(duì)快速變化的飛行條件，例如陣風(fēng)。當(dāng)飛機(jī)進(jìn)行巡航飛行時(shí)，靠近機(jī)身的電動(dòng)螺旋槳能向后折疊，只讓翼尖部分的電動(dòng)螺旋槳工作。如果權(quán)杖項(xiàng)目取得成功，分布式電動(dòng)推進(jìn)技術(shù)在十年內(nèi)被用于小型支線(xiàn)飛機(jī)，甚至現(xiàn)在正在研制電池技術(shù)也將與分布式電動(dòng)推進(jìn)技術(shù)同時(shí)被運(yùn)用到小飛機(jī)上。馬克·摩爾先生表示：此類(lèi)小型飛機(jī)飛行時(shí)不會(huì)排放廢氣，非常安靜，飛行成本將下降約30%。

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空客公司的電動(dòng)推進(jìn)概念不局限于飛機(jī)跑道?？湛凸九c英國(guó)知名噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠商勞斯萊斯公司以及其他研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了合作項(xiàng)目，開(kāi)發(fā)飛機(jī)或其他飛行器，此類(lèi)飛行器計(jì)劃2050年投入使用。到那時(shí)，歐盟期望航空業(yè)客機(jī)的燃油消耗、廢氣排放和噪音水平將比現(xiàn)有最高設(shè)計(jì)水平還低至少20-30%。

電動(dòng)推進(jìn)技術(shù)的目的就是實(shí)現(xiàn)上述各項(xiàng)目標(biāo)，并能讓電動(dòng)飛機(jī)在載員約90人的條件下，飛行兩小時(shí)甚至更久，機(jī)載電池仍然有較多的安全可用余量。要是實(shí)現(xiàn)此目的，前提是儲(chǔ)電技術(shù)取得突破，這可能不需要耗費(fèi)幾十年時(shí)間。電動(dòng)推進(jìn)技術(shù)概念也能使用分布式電動(dòng)推進(jìn)裝置，但有可能是其改進(jìn)型號(hào)，因?yàn)殡妱?dòng)推進(jìn)技術(shù)屬于混合合動(dòng)力技術(shù)。

電動(dòng)推進(jìn)飛機(jī)在尾部安裝了一臺(tái)常規(guī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，在每個(gè)機(jī)翼上安裝了三臺(tái)電動(dòng)螺旋槳。當(dāng)飛機(jī)起飛時(shí)，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和六臺(tái)電動(dòng)螺旋槳都會(huì)啟動(dòng)，以提供最大升力；一旦飛機(jī)飛到巡航高度，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的油門(mén)將被關(guān)小，但其輸出功率仍然足夠?yàn)殡妱?dòng)螺旋槳和機(jī)載電池供電。在飛機(jī)降低飛行高度時(shí)，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)螺旋槳都將關(guān)閉；當(dāng)飛機(jī)處于滑翔狀態(tài)時(shí)，迎面而來(lái)的氣流將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)，讓電動(dòng)螺旋槳以風(fēng)輪發(fā)電機(jī)工作方式運(yùn)行，為機(jī)載電池充電。當(dāng)飛機(jī)著陸時(shí)，電動(dòng)螺旋槳將被啟動(dòng)，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，一旦有需要將飛機(jī)拉起復(fù)飛，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)就能隨時(shí)提供額外動(dòng)力。

混合動(dòng)力系統(tǒng)能大幅提高噴氣飛機(jī)的涵道比，這是它的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。涵道比是指穿過(guò)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)高溫區(qū)的空氣數(shù)量與在高溫區(qū)燃燒室提供氧氣的空氣數(shù)量的比值。早期客機(jī)采用的是低涵道比的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)將高速空氣氣流從尾部中心噴出來(lái)產(chǎn)生大量推力；這讓早期噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)噪音大，油耗高。隨著燃油不再在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中心燃燒，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)就成為了一臺(tái)渦輪機(jī)，可以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)前部的風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，從讓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)吸入更多空氣。只要采用更大的風(fēng)扇，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)就能將空氣以較慢速度吸入軸心外圍。采用大風(fēng)扇的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率更高，而噪音卻降低了。這就是噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)這幾年變得越來(lái)越肥大的原因。

上世紀(jì)70年代的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的涵道比為5:1，與之相比，現(xiàn)在的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的涵道比最高能達(dá)到12:1。制造更大的渦輪風(fēng)扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)變得越來(lái)越難了，因?yàn)榇箫L(fēng)扇占用機(jī)翼下部的空間變得越來(lái)越大；大噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)需要強(qiáng)度更高的機(jī)翼來(lái)掛載，而這又會(huì)飛增加機(jī)重量。電動(dòng)推進(jìn)飛機(jī)采用的混合動(dòng)力裝置能很好地避免這些問(wèn)題的產(chǎn)生，因?yàn)橹挥酗w機(jī)尾部的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)有一個(gè)燃油燃燒中心。這意味著驅(qū)動(dòng)全部六臺(tái)電動(dòng)螺旋槳的空氣氣流讓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的有效涵道比達(dá)到20:1，甚至更高，讓飛機(jī)具有很高的燃油效率，飛行也變得更加安靜。

平穩(wěn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

分布式引擎另一個(gè)好處就是能抵消機(jī)翼氣流邊界層的影響。氣流邊界層是指靠近機(jī)翼表面十分稀薄的一層空氣，這些空氣分子與機(jī)翼表面摩擦而導(dǎo)致氣流速度變慢。氣流邊界層經(jīng)過(guò)凸起剖面形狀的機(jī)翼時(shí)（這是機(jī)翼能產(chǎn)生升力的原因），會(huì)導(dǎo)致紊流，而紊流又會(huì)讓噴氣飛機(jī)后面形成尾流。通過(guò)調(diào)整電力推進(jìn)飛機(jī)機(jī)翼上的電動(dòng)螺旋槳，可以對(duì)氣流邊界層進(jìn)行攔截，電動(dòng)螺旋槳可以加速空氣通過(guò)機(jī)翼的速度，降低尾流帶來(lái)的阻力。

讓電動(dòng)推進(jìn)飛機(jī)飛上藍(lán)天，還得在兩個(gè)技術(shù)領(lǐng)域取得進(jìn)展。除了要有更好的電池，還得有超導(dǎo)技術(shù)。超導(dǎo)是指特定材料被冷凍至臨界溫度時(shí)，電阻消失的特性。降低材料電阻能讓電氣結(jié)構(gòu)和電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)變得更輕，輸出功率卻足夠讓飛機(jī)飛上天。超導(dǎo)技術(shù)已經(jīng)在小型設(shè)備上得到實(shí)現(xiàn)，如醫(yī)院的掃描機(jī)。要滿(mǎn)足飛機(jī)的使用要求，必須對(duì)材料進(jìn)行激冷處理，其激冷級(jí)別超出了市場(chǎng)設(shè)備能達(dá)到的水平。劍橋大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)正與空客公司共同解決這個(gè)難題。

只要解決了這些難題，電動(dòng)飛機(jī)就具備了飛上藍(lán)天的能力。最初的電動(dòng)飛機(jī)將是小飛機(jī)，隨著技術(shù)的改進(jìn)，電動(dòng)飛機(jī)將變得越來(lái)越大，運(yùn)載的乘客也越來(lái)越多?？湛凸绢A(yù)計(jì)一些電動(dòng)飛機(jī)的技術(shù)還有助于常規(guī)飛機(jī)提供效率及降低噪音。

未來(lái)的飛機(jī)長(zhǎng)啥樣?

由于機(jī)械故障，航班又一次延誤了，你早早來(lái)到候機(jī)樓，心里卻無(wú)法踏實(shí)；一眼望去，狹窄的機(jī)艙中人頭攢動(dòng)，來(lái)回走動(dòng)似乎很困難，你最好的選擇只能是乖乖地坐在原位；空中的飛行漫長(zhǎng)而無(wú)聊，你無(wú)所事事、昏然睡去，但飛機(jī)突然出現(xiàn)劇烈顛簸，“機(jī)震”中你感到心臟受損，不得不掏出口袋中早已備好的藥片……這些都是在當(dāng)代航空旅行中難以避免的事情，你對(duì)此早已感到厭倦了。令人欣慰的是，所有這些都將在未來(lái)得到改善——已經(jīng)有6種顛覆傳統(tǒng)的“新概念”飛機(jī)正在設(shè)計(jì)和研發(fā)，它們將帶你飛向未來(lái)。

飛天神鯨

談到設(shè)計(jì)一種帶有“新概念”性質(zhì)的飛機(jī)，航空公司的專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)師們往往會(huì)受到許多束縛，他們需要把安全和成本放在第一位，因而不能充分發(fā)揮創(chuàng)造力。相比之下，業(yè)余的航空愛(ài)好者則不受一些條條框框的局限，比如西班牙人奧斯卡·維納爾斯，他發(fā)揮了天馬行空的想象力，用圖紙?jiān)O(shè)計(jì)出一款鯨魚(yú)外形的新式飛機(jī)，并將其命名為“AWWA Sky Whale”（??！哇！天鯨）。

這是一條名副其實(shí)的“鯨魚(yú)”，它比現(xiàn)今世界上最大的空中客車(chē)A380還要大許多，機(jī)艙內(nèi)采用上、中、下三層設(shè)計(jì)，可以容納755名乘客?！蚌L魚(yú)”的最頂層是頭等艙，這里的乘客能夠通過(guò)屋頂?shù)摹疤齑啊毙蕾p到天空的景色，當(dāng)然這些天窗并不是真正的窗戶(hù)，而是一些連接著攝像頭的電子顯示屏，它們由內(nèi)置的太陽(yáng)能電池板供能，隨時(shí)將外邊的景色顯示到艙內(nèi)。除了容量巨大之外，“鯨魚(yú)”還使用了許多令人驚喜的高科技?！蚌L魚(yú)”使用的全都是鋁合金、碳纖維、陶瓷和石墨烯等材料，盡可能使機(jī)身重量最小化；飛機(jī)的引擎使用最先進(jìn)的油電混合動(dòng)力；機(jī)翼則是主動(dòng)式的活動(dòng)機(jī)翼（機(jī)翼主動(dòng)流過(guò)的氣流，降低阻力），而且使用了能夠自我修復(fù)的材料（比如一些形狀記憶的合金）?？偠灾蚌L魚(yú)”使用的所有高科技元素都是為了減少阻力、降低燃料消耗量及氮氧化物的排放量，使飛鯨成為所能想像的最平穩(wěn)、最環(huán)保的飛機(jī)。

當(dāng)然，維爾納斯的“鯨魚(yú)”目前還處于“紙上談兵”的階段，也許這條驚艷的“鯨魚(yú)”今后也未必造得出來(lái)，但不管怎樣，它也會(huì)啟發(fā)許多專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)師，使他們的想法不再那么的保守。

無(wú)聲的超音速

飛機(jī)在發(fā)展的早期階段，曾帶給人們很多驚喜，而如今隨著科技的進(jìn)步，飛行不再有新鮮感，人們已經(jīng)失去了在飛機(jī)上花費(fèi)時(shí)間的耐心和興趣，只是希望飛機(jī)可以更快，從而縮短旅途。如果要做到這一點(diǎn)，人們首先想到的自然是超音速客機(jī)，比如經(jīng)典的協(xié)和式飛機(jī)。

超音速飛機(jī)雖然很快，但是噪音很大。當(dāng)飛機(jī)接近音速時(shí)，會(huì)有一股強(qiáng)大的阻力，使飛機(jī)產(chǎn)生劇烈的振蕩，速度衰減，這種現(xiàn)象就是音障。突破音障后，由于飛機(jī)本身對(duì)空氣的壓縮無(wú)法迅速傳播，空氣的波動(dòng)便逐漸在飛機(jī)的“鼻子”、“翅膀”邊緣和“尾巴”處堆積起來(lái)，形成能量很高的沖擊波，也就是音爆。音爆有許多壞處，可能會(huì)驚嚇到野生動(dòng)物、擾民甚至是破壞建筑。在2000年7月的法航空難之后，協(xié)和式飛機(jī)巨大的聲響使人們無(wú)法再次信任它，導(dǎo)致載客量一直很少，3年之后，協(xié)和式飛機(jī)就退出了航空業(yè)。

在將來(lái)，協(xié)和式飛機(jī)的繼任者也許會(huì)出現(xiàn)，它就是“洛克希德·馬丁N+2”商用超音速飛機(jī)。“N+2”由美國(guó)洛克希德·馬丁航空航天公司和NASA聯(lián)合設(shè)計(jì)，它可以搭載80名乘客，從紐約飛到洛杉磯僅用2.5小時(shí)。“N+2”的設(shè)計(jì)師們將研發(fā)的重點(diǎn)集中在噪聲控制上，他們?yōu)椤癗+2”設(shè)計(jì)了復(fù)雜的機(jī)身曲線(xiàn)和鋒利的翅膀，改進(jìn)了飛機(jī)排氣裝置，并使用集成的風(fēng)扇來(lái)抑制噪聲。設(shè)計(jì)師們預(yù)計(jì)，“N+2”飛起來(lái)只會(huì)發(fā)出難以覺(jué)察的嘶嘶聲，它將會(huì)在2025年進(jìn)入航空業(yè)。

“敞篷”飛機(jī)

萬(wàn)米高空的美景，誰(shuí)不愛(ài)看呢？只是飛機(jī)的窗戶(hù)就那么小，想欣賞天際景觀，乘客們只能去爭(zhēng)搶靠窗的位置了。為了解決這個(gè)問(wèn)題，法國(guó)的設(shè)計(jì)師們決定把墻壁去掉，讓外邊的景色一覽無(wú)余。

這種“敞篷”飛機(jī)名叫“IXION”，是法國(guó)飛機(jī)制造商Technicon Design想出來(lái)的點(diǎn)子?！癐XION”其實(shí)并沒(méi)有真的去掉墻壁，相反它去掉的是窗戶(hù)，取而代之的是覆蓋了機(jī)艙內(nèi)壁的大面積顯示屏幕，這塊高分辨率、低電壓的屏幕則由位于飛機(jī)頂部的太陽(yáng)能電池板供電。

“IXION”的原理也不難理解，它使用外置攝像頭360度拍攝飛機(jī)外的風(fēng)景，然后在機(jī)艙內(nèi)部顯示，從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)身透明的視覺(jué)效果。由于機(jī)身內(nèi)壁是顯示屏，所以它還可以設(shè)定為其它場(chǎng)景，比如公園或者野外，讓乘客忘卻正在搭乘飛機(jī)，乘客也可以將屏幕調(diào)為互動(dòng)模式，作為視像會(huì)議或電腦工作之用。

毫無(wú)疑問(wèn)，“IXION”將會(huì)給乘客們帶來(lái)超乎想象的飛行體驗(yàn)，給人一種俯視天下的感覺(jué)。在2014年的美國(guó)國(guó)家公務(wù)航空協(xié)會(huì)展覽中，“IXION”的創(chuàng)意也備受好評(píng)，贏得了外觀設(shè)計(jì)類(lèi)別大獎(jiǎng)。

水上客機(jī)

全球的航空業(yè)正在經(jīng)歷爆發(fā)式增長(zhǎng)，為了滿(mǎn)足不斷增加的市場(chǎng)需求，航空業(yè)不斷擴(kuò)建機(jī)場(chǎng)，以供更大的飛機(jī)起降。但是，擴(kuò)建機(jī)場(chǎng)會(huì)對(duì)環(huán)境帶來(lái)不利影響，飛機(jī)起降的噪音也會(huì)讓城市居民不堪其擾，所以，機(jī)場(chǎng)的缺乏可能是航空業(yè)發(fā)展面臨的最巨大的挑戰(zhàn)。為了解決這一問(wèn)題，倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的研究人員將目光投向了早期的長(zhǎng)途航空旅行方式——水上飛機(jī)。水上飛機(jī)在水面上起飛、降落和停泊，因此“下半身”則有些古怪，大都設(shè)計(jì)成船（便于水上滑行）或者浮筒（便于水面?？浚┑哪印Ｋ巷w機(jī)雖然如今很少見(jiàn)到，但在第二次世界大戰(zhàn)之前，它是可以在全球范圍進(jìn)行航空旅行的唯一方式。

現(xiàn)在，倫敦帝國(guó)理工學(xué)院提出的水上客機(jī)仍然以上世紀(jì)40年代的水上飛機(jī)為藍(lán)本，新式的水上客機(jī)具有一個(gè)V型船體，能在著“陸”和起飛時(shí)為飛機(jī)提供浮力和適航性能。為了減少空氣阻力，水上客機(jī)還有一個(gè)“翼身融合體”的結(jié)構(gòu)，船體向上傾斜無(wú)縫融入飛機(jī)寬體機(jī)翼的下側(cè)，使整體外觀更具流線(xiàn)型。此外，這種水上客機(jī)還采用環(huán)保的氫燃料，飛行中不會(huì)排放有害氣體。

如果研制成功，倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的水上客機(jī)將會(huì)是一個(gè)空運(yùn)巨無(wú)霸，它一次可搭乘2000名乘客，是A380可承載量的兩倍還多。水上客機(jī)如果想要成為航空主流，也許尚需時(shí)日，因?yàn)槿藗冞€需轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的航空觀念，有趣的是，對(duì)水上客機(jī)來(lái)說(shuō)，人類(lèi)面臨的一大災(zāi)難——溫室效應(yīng)（引起的海平面上升）卻成了它的一大利好。

混合飛行器

人們都知道NASA喜歡探索太空，但人家的全稱(chēng)是美國(guó)國(guó)家航空航天局，憑借其遙遙領(lǐng)先的技術(shù)和理念，NASA設(shè)計(jì)了許多炫酷的“新概念”飛機(jī)，除了前面提到的“洛克希德·馬丁N+2”，NASA的另一個(gè)代表作就是“N3-X”。

“N3-x”被稱(chēng)為混合飛行器，因?yàn)樗旌狭四壳澳軌蛳氲降囊磺锌梢岳玫男驴萍汲晒?，可以稱(chēng)得上是未來(lái)“新概念”飛機(jī)最終極的版本。“N3-x”外形很像美國(guó)B-2隱型轟炸機(jī)，它的機(jī)翼和機(jī)身融合在一起，配以流線(xiàn)型設(shè)計(jì)，可以大幅度減少飛行阻力。在動(dòng)力方面，“N3-X”也要強(qiáng)過(guò)著名的波音777（全球最大的雙引擎寬體客機(jī)），波音777通過(guò)機(jī)翼下的兩個(gè)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)提供推力，用燃油供能；而“N3-x”則采用生物燃料提供電能，使用超導(dǎo)電機(jī)來(lái)提供動(dòng)力。超導(dǎo)電機(jī)由超導(dǎo)體材料制作，電阻為零，不會(huì)發(fā)熱升溫，所以體積很小、功率密度很高。這些超導(dǎo)電機(jī)被安置在“N3-X”的尾部和機(jī)翼的翼端，與波音777相比，這種設(shè)計(jì)不僅環(huán)保，而且在空氣動(dòng)力學(xué)上的效率也更高。

NASA的科學(xué)家們表示，“N3-X”最快可能在20年之后研制出來(lái)。

電動(dòng)飛機(jī)

許多“新概念”飛機(jī)雖然炫酷高大上，但距離現(xiàn)實(shí)還有一段距離，而歐洲空中客車(chē)公司設(shè)計(jì)的“E-Fan”（伊凡）卻已經(jīng)可以升空了。

在2014年的英國(guó)范堡羅航空展，空中客車(chē)公司參展的是一架小型飛機(jī)“E-Fan”，其翼展為9.5米，總重量?jī)H有550千克左右。在一眾大型飛機(jī)中間，“E-Fan”顯得不那么起眼，但依舊贏得了各方的關(guān)注，其原因就在于它符合未來(lái)私人飛機(jī)的發(fā)展潮流——綠色環(huán)保、安靜、輕便快捷。

“E-Fan”是目前世界上唯一百分百依靠電池提供動(dòng)力的飛機(jī)，而且電池是可以充電續(xù)航的。由于不使用燃油，在飛行過(guò)程中，“E-Fan”不會(huì)排放廢氣，人們也幾乎聽(tīng)不到任何刺耳的噪音。毫無(wú)疑問(wèn)，“E-Fan”有著極大的市場(chǎng)潛力，對(duì)于大多數(shù)只在近距離區(qū)域活動(dòng)的上班族來(lái)說(shuō)，“E-fan”要比汽車(chē)、電動(dòng)車(chē)要快捷，吸引力自然也大得多。

然而，“E-Fan”也有類(lèi)似電動(dòng)汽車(chē)的缺點(diǎn)，那就是續(xù)航時(shí)間短，一次只能飛1個(gè)小時(shí)、搭乘兩人。空中客車(chē)公司仍然很看好它，設(shè)計(jì)人員計(jì)劃在2017年推出能夠搭乘4人的“E-Fan”，而在更遠(yuǎn)的將來(lái)，空中客車(chē)公司甚至有著更大的“野心”，他們希望能將“E-fan”發(fā)展成能夠承載90人的客機(jī)。如果這一目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)，屆時(shí)天空將變得熙熙攘攘，點(diǎn)綴著各式各樣、五顏六色的私人飛機(jī)，讓我們拭目以待吧！

（本文源自大科技*科學(xué)之謎2015年第12期文章）

關(guān)于《空客320～200》的介紹到此就結(jié)束了。