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可充電的飛機(jī)
在產(chǎn)業(yè)“寒冬”下，國外一家科技創(chuàng)業(yè)公司W(wǎng)right Electric竟突發(fā)奇想，想讓航空公司將電力作為飛機(jī)燃料使用。
該公司在美國創(chuàng)業(yè)孵化器Y Combinator的演示節(jié)上表示，他們希望給300公里以下的短途航班提供可充電的動(dòng)力電池，并打算給這種可充電的飛機(jī)建立飛機(jī)場。
還宣布，將與英國航空公司EasyJet建立合作伙伴關(guān)系，共同研發(fā)一款有150個(gè)座位的737電動(dòng)飛機(jī)。
是英國大、歐洲第二大廉價(jià)航空公司，營運(yùn)超過600條的國內(nèi)、國際航線航線，航點(diǎn)遍布32個(gè)，波音737是其主力機(jī)型。
但電力能否解決飛機(jī)對能源的巨大需求存疑。飛機(jī)起飛時(shí)需要的功率幾乎相當(dāng)于一個(gè)小型城市的用電功率，目前的電池技術(shù)顯然還滿足不了。就拿相對成熟的電動(dòng)車電池來說，不僅成本昂貴而且需要經(jīng)常充電，嚴(yán)重影響了電動(dòng)車大規(guī)模推廣。復(fù)雜度更高的充電飛機(jī)自然無法逃避這個(gè)問題。
此外，如何在持續(xù)輸出動(dòng)力和電池體積、電池安全之間取得平衡，也是一個(gè)長期工程。從任何層面看，用電力取代航空燃油都吃力不討好。
作為創(chuàng)業(yè)公司，Wright Electric似乎也只是在輸出一個(gè)頗有噱頭的概念而已。其表示，相信電池技術(shù)會(huì)在10年內(nèi)有重大進(jìn)步，反之，他們會(huì)考慮在飛機(jī)中安裝類似雪佛蘭 Volt 的混合動(dòng)力系統(tǒng)，讓飛機(jī)實(shí)現(xiàn)半電動(dòng)化。
什么可以替代航空燃油？
并非個(gè)在航空燃料上動(dòng)腦筋的公司。
在知乎“如果石油能源耗盡后，飛機(jī)可以用什么能源來飛行？”問題下，答案五花八門。有人說生物燃料，有人說氫燃料，有人說太陽能，還有提核能和天然氣的。
而反對意見認(rèn)為，隨著頁巖油/氣等的發(fā)現(xiàn)，石油短時(shí)間內(nèi)不會(huì)被耗光，目前也沒有比石油更適合的能源，可以高效率、小體積、安全并且長時(shí)間地為飛機(jī)提供如此高的輸出功率。
從各項(xiàng)研究結(jié)果來看，上述替代能源確實(shí)都存在短期難以攻克的問題，如太陽能，就受限于接受太陽能的時(shí)長、覆蓋面積以及光電轉(zhuǎn)化率。
太陽能飛機(jī)
但偏偏就有勇者來挑戰(zhàn)這一難題。來自瑞士的陽光動(dòng)力（Solar Impulse）公司歷時(shí)13年，耗資1.6億瑞士法郎(約1.6億美元)打造了一臺(tái)名為“陽光動(dòng)力二代（Solar Impulse 2）”的太陽能飛機(jī)，其亮點(diǎn)包括長航時(shí)，不耗費(fèi)一滴燃油，可晝夜連續(xù)飛行。
據(jù)介紹，“陽光動(dòng)力二代”翼長約240英尺，寬度比肩波音747，因?yàn)闄C(jī)身采用碳纖維制造，重量只相當(dāng)于一輛小汽車。為充分吸收太陽能，整塊機(jī)翼都被17000多塊光伏電板包裹，能源被收集后將轉(zhuǎn)存至鋰電池中，以供飛機(jī)夜間飛行。
“陽光動(dòng)力二代”于2014年6月2日在瑞士西部城市帕耶訥成功飛后，在2015年3月9日啟動(dòng)了次太陽能環(huán)球飛行，并于2016年7月26日挑戰(zhàn)成功，全程3.5萬公里，足跡遍布阿拉伯海、印度、緬甸、、太平洋、美國、大西洋、南歐、北非等。
其驚艷的表現(xiàn)吸引了ABB、谷歌等的注意。ABB是第二大太陽能逆變器供應(yīng)商，將為“陽光動(dòng)力二代”提供關(guān)鍵電力支持，谷歌則對飛機(jī)穿越美國進(jìn)行了直播，拉里·佩奇還親自到訪陽光動(dòng)力航空實(shí)驗(yàn)室。
瑞士的陽光動(dòng)力其實(shí)并不是個(gè)吃螃蟹的。美國人埃里克·雷蒙德、德國斯圖加特大學(xué)（Stuttgart University）的沃特·尼茨曼恩教授、美國航空環(huán)境公司、美國AC Propulsion公司創(chuàng)始人艾倫·科考尼以及QuinetiQ公司，或研發(fā)或操控過太陽能飛機(jī)，但他們都沒有成功實(shí)現(xiàn)商用，甚至發(fā)生過撞機(jī)事件。
困難主要來自三方面：
、太陽能是稀薄能源，發(fā)電功率低，每平米光照功率強(qiáng)的時(shí)候約為1000W，20%-40%的光電轉(zhuǎn)化率也難叫人滿意，且成本高昂。
材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度極限，為了擴(kuò)大太陽能覆蓋面積，飛機(jī)必須設(shè)計(jì)很大的機(jī)翼，這就對機(jī)翼重量控制提出極高要求。目前的材料只有碳纖維能勉強(qiáng)達(dá)標(biāo)，但碳纖維并不便宜，T300級別的碳纖維，其生產(chǎn)成本是50-80元/kg，而鋼鐵的價(jià)格是2元/kg。
、儲(chǔ)能困難，現(xiàn)有電池單位重量的儲(chǔ)能能力較低，要想給飛機(jī)連續(xù)提供能量，取決于天氣，連續(xù)晴天，飛機(jī)才敢起飛。
難以降低的成本
而與太陽能天然、免費(fèi)的特性相比，其他替代能源，如生物燃料、氫燃料、核能，阻力更多在于成本。
資料顯示，生產(chǎn)生物燃油過程中消耗的能量，要遠(yuǎn)大于燃燒生物燃料可以產(chǎn)生的能量，性價(jià)比并不高，且煉油技術(shù)提升空間有限，除非上游基因技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，能大幅提高生物質(zhì)含油量。
至于核能，不考慮其不可控性，以及切爾諾貝利核和日本福島地震事件給人類帶來的心理恐慌，成本也是一道門檻。事實(shí)上，美蘇兩國早在幾十年前就研發(fā)過核動(dòng)力飛機(jī)，甚至推出了樣機(jī)，在技術(shù)上并沒有問題。但飛機(jī)復(fù)雜程度太高，成本與燒航空油料的飛機(jī)相比，并無競爭性。終也被擱置。
由以上分析，不難想象，航空公司在相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)仍無法擺脫對石油的依賴，到直接使用氫燃料或核能帶動(dòng)的飛機(jī)，估計(jì)要很久遠(yuǎn)了，說不定那時(shí)人類已經(jīng)研發(fā)出新型運(yùn)輸工具，不再需要飛機(jī)了呢？