所以,用电机去驱动螺旋桨这条路,肯定是行不通的。”
“这也是为什么这么多年来,电动战机的研发一直没有提上日程,电动机的性能是一方面,但是更难的是如何把这个性能转换为推力。”
楚所长的话引起了众人的深思。
其中也包括陈楚默,他并不是十分懂这方面技术,但是他清楚的记得,前世22世纪过后,各国的战机,包括民用的陆天两用的飞行器。
都是电动的,因为那个时候,石油的价格太贵了,而可控核聚变在22世纪彻底完善过后,电能已经是最便宜的资源。
现在想来,肯定是有方法能够达成这一目的的,只不过需要大量的科研投入,并且放向一定要正确。
前世的电动飞行器,大概也是电能太便宜倒逼出来的技术。
举个最简单的例子,同样一架飞机,以to737-800为例,航行1000公里。
一个采用航空燃油,那最起码得接近1万元的成本。
但是如果采用电能,这个成本可以省下很多,具体省多少,就要看发电的效率和成本。
就像前世,在可控核聚变大幅应用的前提下,电能的成本已经降到了恐怖的1分钱每度。
那么,如果这家飞机航行一千公里需要用电10万度电,那也就是1000元。
成本节约了90%。
所以,陈楚默此时正在紧急回想前世的发动机技术,到底是什么呢?
有了,他一拍脑袋。
这是一次偶然在一本科学杂志上看到的。
这种电动推力的方式好像叫做空气离子推进器。
好像是将等离子体迅速加热到1000℃以上,当热气离开导波管,加热的等离子体会产生类似火炬的火焰,进而产生推力。
很快,陈楚默提出了这一设想。
不过,楚云凡却是笑着说道。
“陈总的提议是不错,不过如何加热等离子体,也是非常难得,你之前说的离子推进器其实目前已经在航天领域应用起来的。
我们最新发射的天宫号,在转向对接的时候,正是采用了这一电推技术。
但是,很可惜,宇宙是真空环境的,离子推进器可以快速完成转换,但是在大体层内,因为磁场和重力的受限,并且空气的成分不纯。
所以,离子推进器目前在地球上只能推一个苹果,那也是个巨大的进步了。”
陈楚默听到这个解释后,也尴尬的摸了摸头,这方面他确实是个门外汉。
又讨论了一个小时过后,正当众人一筹莫展的时候,楚所长终于不卖关子了,开始提出自己早就想到的方法。
“好,办法是人想出来的。
我提一个可行性方案,就是喷气式发动机不变,但是可以把喷气发动机的热源替换成电弧加热。
进气道对进气扩压减速,电动压气机增压,喷出。只要压气机功率够大,这个推力理论上超过目前5代战机的十倍音速都不是问题。”
“所以,我需要确定的是,见证者科技的最新电池组的效能有多大,是否能完成这一设想。”
一听到这个问题,陈楚默望向自己的老丈人凌舟,示意他来说。
凌舟一直静静的听着,他是材料领域的专家,并且星动系列的电池也是他研发的,所以自然对最新的石墨烯电池的量能比一清二楚。
“在不考虑成本的基础上,可以做到2000wh/kg。
如果考虑成本的话,1000wh/kg没问题。”
听到这句话,连陈楚默也吃了一惊,他明明记得上次来试验室的时候,还只能做到2000wh/kg。
以下不要看。
但是电动飞机也不是完全没有机会。
空客和发动机制造商罗尔斯罗伊斯就在以bae146飞机为平台,尝试用电动+化石燃料联合的方式,来减少碳排放,这一计划名为e-fanx。
正常的bae146共有四台发动机,而空客目前设想是将其中1台发动机由电动发动机替代,来进行一定的技术验证,如果技术更为成熟,则将4台发动机中的2台都换为电动发动机。
用这种方法,空客认为或许能减少飞机着陆和巡航阶段的燃油消耗。
而美国nasa也在推进自己的单通道涡轮电动飞机(starc-abl)计划,不过这款飞机更多是一种概念。
在这一概念中,飞机除了机翼下方的发动机外,还在尾部有一个全电动bli发动机。而机翼下方的发动机在运作时会产生电能驱动机尾的发动机。
根据设想,在飞机起飞时,机翼下的发动机会产生80%的推力,在巡航时则是55%,剩余的推力则由尾部的电动发动机提供。
nasa认为,这种系统能降低大约10%的油耗。
当然,在我们看来,nasa这一方案或许会使得飞机系统更复杂,成本也会更高。因此除非化石燃料价格上涨至无法接受的地步,否则其也很难投入实际的应用。
总的来看,我们认为100%的全电动飞机在至少30年内,很难大规模应用。
当然,从航空制造商的尝试来看,我们还是有机会见到类似于空客e-fanx这样提供部分电动动力的飞机。但是成本等因素,仍然会限制其在市场中的份额占比。
即便在部分支线及短途市场,现在已经有制造商制造了部分全电动飞机原型机,但说他们是未来大趋势还为时过早。
或许100年后,我们才能见到大规模普及的电动飞机世界。
另外,安全问题同样也会限制电动飞机投用的可能。
从现阶段看,常见的以锂电池为代表的电池单元很难避免自燃的可能。
在地面出现类似问题时,人们可以跳车离开。但在空中,一旦一个电池单元发生火灾,就会迅速蔓延,最终,熊熊大火会将整架飞机变成一个直坠地面的火球,而乘客完全没有机会逃脱。
这也使得,在强调安全的航空监管之下,现阶段的全电动飞机很难实用化。
最后,从目前航企的机队规划来说,我们也看不到短期内电动飞机的市场机会。
以空客a320举例,其目前的订单足以支持其制造至2024年前后,而这批飞机在退役前也至少可以运营20年,在这段时间里,市场很难给显然成本更高的电动飞机机会。
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