不用一滴油的飛機在巴黎航展碾壓了波音空客
在近日的巴黎航展上碾壓空客與波音兩大航空巨頭的,竟然是初出茅廬的“愛麗絲”(Alice)——飛機的輕盈帥氣自然不在話下,關鍵是不用一滴油。今年6月17日至23日舉行的“巴黎-布爾歇國際航空航天展覽會”即巴黎航展上,以“愛麗絲”為代表的電動飛機成為絕對的主角。
航空巨頭和飛機製造廠商正在積極為應對氣候變化做出減排努力。電動飛機一旦實現商用,將對環保有積極貢獻。
巴黎航展上帥出天際的”愛麗絲“
航空公司為經濟效益驅動
“愛麗絲”是全球第一架商用電動飛機的原型機。她是一架9座全複合材料電動支線飛機,由以色列初創公司Eviation研發,在此次巴黎航展上首次亮相。
從外觀和性能來看,“愛麗絲”是十足的“女漢子”。該飛機配有3台電動機,總輸出功率為800千瓦,安裝在尾部和翼尖上,驅動哈策爾推進式螺旋槳。該機在機身內裝有3.8噸重的電池,可提供900千瓦時的能量,一次充電可飛行1037公里,巡航速度為407公里/小時。
Eviation方面表示,公司將與西門子以及美國的電力推進初創公司MagniX合作研製推進系統,包括電氣集成、飛機電傳飛控的連接、熱管理系統開發和機械安裝,計劃在今年晚些時候試飛。
Eviation公司首席執行官巴-亞哈(Omer Bar-Yohay)在巴黎航展期間表示:“這架飛機看起來很酷,並不是因為我們希望把它造成這樣,而是因為它是全電動的,我們必須要圍繞飛機的動力推進系統來對它進行設計,而電動飛機的輕量化引擎為我們的設計提供了全新的空間。”
該公司計劃於2021年對該機進行23部認證,2022年交付。23部(Part 23)認證是美國聯邦航空管理局(FAA)針對19座及以下、起飛重量19000磅(約合8.6噸)及以下的輕型飛機的標準; 歐洲航空安全局(EASA)也有類似23部的條款。
在巴黎航展上,已有客戶對這款9座飛機表達興趣。
美國國內航空公司海角航空(Cape Aire)與Eviation達成協議,將簽署“兩位數的購買訂單”。海角航空目前運營飛機數量達90架。
他還說,“愛麗絲”每架的定價是400萬美元(約合2750萬元人民幣)。
對於航空公司而言,電動飛機的潛力不僅僅在於環保,更在於其經濟效益。
“小型電動客機的商業模式是非常清晰的。”MagniX公司CEO羅伊·甘扎斯基(Roei Ganzarski)表示,“全球每年航程低於500英里(805公里)的短途機票銷量約20億張。 ”
這是一個巨大的市場。
最關鍵的是,電力要比傳統的飛機燃油便宜很多。以美國塞斯納飛機公司的單發輕型飛機為例,一架傳統小型的“塞斯納大篷車”(Cessna Caravan)的燃耗成本大約是每100英里400美元。相比較而言,電動飛機每小時的飛行耗電成本在8美元至12美元。
“企業並不都是環保主義驅動的,它們有動力去研發電動飛機,是因為其背後的經濟效益。”甘扎斯基表示。
MagniX公司已經開始和水上飛機運營商——加拿大的港灣航空公司合作,計劃將其現有的飛機改裝成電動飛機。該公司還表示,即便在1500公里左右的中等距離航線,電動飛機仍然具有可行性。
羅羅收購西門子電動飛機部門
電動飛機在商用領域的開發,最早起始於空客在2014年披露的E-Thrust概念。空客和發動機製造商羅爾斯羅伊斯以及西門子合作開發的2兆瓦級的E-Fan X混合電推進支線飛機技術驗證機計劃2020年推出,並於2021年開始試飛。
就在巴黎航展期間,羅爾斯羅伊斯宣布與西門子達成協議,收購其電動和混合電動航空推進業務eAircraft,以加速實現電氣化戰略。這項收購證明了羅爾斯·羅伊斯正在認真地推進電動引擎的佈局。
羅爾斯羅伊斯首席技術官斯特恩(Paul Stein)表示:“我們在電氣化方面的投入正在加速,電氣化將為航空業帶來深遠影響。我們認為在不遠的將來,純電動或全電動推進系統將為小型飛機提供動力,而大型飛機將依賴混合電動解決方案,將電氣化與燃氣渦輪機的演進融合在一起。”
西門子eAircraft業務主要位於德國和匈牙利,僱用約180位電動設計師和工程師,負責開發一系列全電動和混合電動航空推進解決方案。
西門子首席技術官兼首席運營官博樂仁(Roland Busch)也對第一財經記者表示:“通過與羅爾斯·羅伊斯的合作,我們將提供數字解決方案業務組合,這是整個行業朝著可持續、低排放航空所邁出的重要一步。”
美國聯合技術公司(United Technologies)也在研發混合動力發動機,其旗下的普拉特-惠特尼(Pratt & Whitney)發動機公司是美國最大的兩家航空發動機製造公司之一。
聯合技術公司表示,研發目標是提供1兆瓦級的動力。使用新型混合電力後,將節省30%的燃料;到2022年搭載該電動引擎的飛機將飛行,預計在2020年中期,區域航空公司可以訂購。
電動飛機市場參與者的隊伍也在壯大。
以國有企業以色列航宇工業公司(IAI)也正在開發短途電推進飛機。美國的初創公司萊特電力(Wright Electric)計劃2019年試飛9座混合電動飛機,此後將開發全電窄體客機,用於倫敦至巴黎或紐約至波士頓的短途市場。萊特電力已經與廉航英國易捷航空公司(EasyJet)合作,將於2027年提供常規電動飛機服務。
美國航空航天局(NASA)的X-57 Maxwell電動飛機搭載了14個電力發動機。圖為藝術假想圖。來源:NASA
美國航空航天局(NASA)也在主導研發電動飛機。這是近日拍攝的X-57’s Mod II。來源:NASA
解決碳排問題仍不現實
“電動飛行正在成為現實。我們已經可以預見一個無需依賴於飛機燃料的時代的到來。”易捷航空CEO約翰·隆德格倫(Johan Lundgren)表示。
波音公司參與投資的電動飛機創業公司Zunum Aero計劃在2022年將其首架混合動力電動飛機交付給私人包機公司JetSuite,從而迎來地區性航空出行新時代。JetSuite計劃向全美拓展業務,最終將購買100架12座的飛機。
此外,Zunum Aero計劃為JetSuite的私人包機業務和JetSuiteX定期航班服務提供更大型的電動飛機。預計於2022年推出的ZA10飛機,飛行時速將達到700英里(約為1120公里)。而更大型的ZA50飛機,目標是在2025年左右,飛行時速能夠達到1000英里(約為1600公里)。
根據投行瑞銀最新發布的報告,區域性航空行業將迅速轉向電動和混合動力。預計2028年至2040年期間,全球每年對混合動力飛機的需求約為550架。
但是純電動飛機要實現長途旅行仍然有很長的路要走,最主要的挑戰是電池技術的發展,不如電動引擎和動力推進系統那樣迅速。
正如前文提及的“愛麗絲”,飛機攜帶的電池就有3.8噸,佔飛機最大起飛重量6.35噸的大部分。“這是一個巨大的電池,上面搭載著飛機。”巴·亞哈對此開玩笑說。
“除非能源存儲模式有了根本性的顛覆,(長途飛行)我們目前仍然只能依賴於混合燃料。”聯合技術公司首席技術官葉廖緬科(Paul Eremenko)也做出同樣的表態。
這樣看來,要電動飛機解決目前航空公司碳排放過高的問題仍然不現實。
因為全球航空領域超過80%的碳排放是由航程在1500公里以上的長途飛機所製造的,而這部分的需求仍然無法用電動飛機來替代。
即便如此,英國已經宣佈到2050年實現零碳排放的目標。更多國家或地區也將跟進。這對於目前每年全球43億人次的飛行而言是一個巨大的挑戰,而到2037年,每年全球飛行人次將達到80億。