所以,用電機去驅動螺旋槳這條路,肯定是行不通的。”
“這也是為什么這么多年來,電動戰機的研發一直沒有提上日程,電動機的性能是一方面,但是更難的是如何把這個性能轉換為推力。”
楚所長的話引起了眾人的深思。
其中也包括陳楚默,他并不是十分懂這方面技術,但是他清楚的記得,前世22世紀過后,各國的戰機,包括民用的陸天兩用的飛行器。
都是電動的,因為那個時候,石油的價格太貴了,而可控核聚變在22世紀徹底完善過后,電能已經是最便宜的資源。
現在想來,肯定是有方法能夠達成這一目的的,只不過需要大量的科研投入,并且放向一定要正確。
前世的電動飛行器,大概也是電能太便宜倒逼出來的技術。
舉個最簡單的例子,同樣一架飛機,以Tone737800為例,航行1000公里。
一個采用航空燃油,那最起碼得接近1萬元的成本。
但是如果采用電能,這個成本可以省下很多,具體省多少,就要看發電的效率和成本。
就像前世,在可控核聚變大幅應用的前提下,電能的成本已經降到了恐怖的1分錢每度。
那么,如果這家飛機航行一千公里需要用電10萬度電,那也就是1000元。
成本節約了90。
所以,陳楚默此時正在緊急回想前世的發動機技術,到底是什么呢?
有了,他一拍腦袋。
這是一次偶然在一本科學雜志上看到的。
這種電動推力的方式好像叫做空氣離子推進器。
好像是將等離子體迅速加熱到1000℃以上,當熱氣離開導波管,加熱的等離子體會產生類似火炬的火焰,進而產生推力。
很快,陳楚默提出了這一設想。
不過,楚云凡卻是笑著說道。
“陳總的提議是不錯,不過如何加熱等離子體,也是非常難得,你之前說的離子推進器其實目前已經在航天領域應用起來的。
我們最新發射的天宮號,在轉向對接的時候,正是采用了這一電推技術。
但是,很可惜,宇宙是真空環境的,離子推進器可以快速完成轉換,但是在大體層內,因為磁場和重力的受限,并且空氣的成分不純。
所以,離子推進器目前在地球上只能推一個蘋果,那也是個巨大的進步了。”
陳楚默聽到這個解釋后,也尷尬的摸了摸頭,這方面他確實是個門外漢。
又討論了一個小時過后,正當眾人一籌莫展的時候,楚所長終于不賣關子了,開始提出自己早就想到的方法。
“好,辦法是人想出來的。
我提一個可行性方案,就是噴氣式發動機不變,但是可以把噴氣發動機的熱源替換成電弧加熱。
進氣道對進氣擴壓減速,電動壓氣機增壓,噴出。只要壓氣機功率夠大,這個推力理論上超過目前5代戰機的十倍音速都不是問題。”
“所以,我需要確定的是,見證者科技的最新電池組的效能有多大,是否能完成這一設想。”
一聽到這個問題,陳楚默望向自己的老丈人凌舟,示意他來說。
凌舟一直靜靜的聽著,他是材料領域的專家,并且星動系列的電池也是他研發的,所以自然對最新的石墨烯電池的量能比一清二楚。
“在不考慮成本的基礎上,可以做到2000Wh/kg。
如果考慮成本的話,1000Wh/kg沒問題。”
聽到這句話,連陳楚默也吃了一驚,他明明記得上次來試驗室的時候,還只能做到2000Wh/kg。
以下不要看。
但是電動飛機也不是完全沒有機會。
空客和發動機制造商羅爾斯羅伊斯就在以BAe146飛機為平臺,嘗試用電動化石燃料聯合的方式,來減少碳排放,這一計劃名為EFanX。
正常的Bae146共有四臺發動機,而空客目前設想是將其中1臺發動機由電動發動機替代,來進行一定的技術驗證,如果技術更為成熟,則將4臺發動機中的2臺都換為電動發動機。
用這種方法,空客認為或許能減少飛機著陸和巡航階段的燃油消耗。
而美國NASA也在推進自己的單通道渦輪電動飛機(STARCABL)計劃,不過這款飛機更多是一種概念。
在這一概念中,飛機除了機翼下方的發動機外,還在尾部有一個全電動BLI發動機。而機翼下方的發動機在運作時會產生電能驅動機尾的發動機。
根據設想,在飛機起飛時,機翼下的發動機會產生80的推力,在巡航時則是55,剩余的推力則由尾部的電動發動機提供。
NASA認為,這種系統能降低大約10的油耗。
當然,在我們看來,NASA這一方案或許會使得飛機系統更復雜,成本也會更高。因此除非化石燃料價格上漲至無法接受的地步,否則其也很難投入實際的應用。
總的來看,我們認為100的全電動飛機在至少30年內,很難大規模應用。
當然,從航空制造商的嘗試來看,我們還是有機會見到類似于空客EFanX這樣提供部分電動動力的飛機。但是成本等因素,仍然會限制其在市場中的份額占比。
即便在部分支線及短途市場,現在已經有制造商制造了部分全電動飛機原型機,但說他們是未來大趨勢還為時過早。
或許100年后,我們才能見到大規模普及的電動飛機世界。
另外,安全問題同樣也會限制電動飛機投用的可能。
從現階段看,常見的以鋰電池為代表的電池單元很難避免自燃的可能。
在地面出現類似問題時,人們可以跳車離開。但在空中,一旦一個電池單元發生火災,就會迅速蔓延,最終,熊熊大火會將整架飛機變成一個直墜地面的火球,而乘客完全沒有機會逃脫。
這也使得,在強調安全的航空監管之下,現階段的全電動飛機很難實用化。
最后,從目前航企的機隊規劃來說,我們也看不到短期內電動飛機的市場機會。
以空客A320neo舉例,其目前的訂單足以支持其制造至2024年前后,而這批飛機在退役前也至少可以運營20年,在這段時間里,市場很難給顯然成本更高的電動飛機機會。