民用飞机新动力

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zoޛ)j馟iiwFگ4M?i߾;M<~Mi߀`�6MMyOm6m8ium4_yOM%ykN7AZiO-ku-wm^mچ计划跨越太平洋、大西洋,途径12个降落站点,最后返回出发地,完成环球飞行。中国重庆和南京分别成为“阳光动力2号”的第五站和第六站。令人关注的是,仅仅是在中国段的飞行旅程中,“阳光动力2号”就因“天公不作美”不得不多次调整飞行计划。时刻看老天爷脸色的“阳光动力2号”,先后被曝推迟抵达重庆、滞留南京、迫降日本、副翼损坏等坏消息。

事实上,大面积机翼的气动弹性问题、昼夜连续飞行的能量储存瓶颈、电动力推进系统能量利用率过低,以及天气和环境适应能力不强等,都是目前太阳能电动飞机发展过程中需要进一步攻克的难题。

除了蓄电池和太阳能外,电动飞机的动力来源还可以依靠燃料电池技术,包括使用氢气作为燃料的质子交换膜燃料电池和碱性燃料电池等。质子交换膜燃料电池目前比较成熟,能量密度可以达到690瓦时/千克,约为锂离子蓄电池能量密度的5倍,而且可以直接使用空气中的氧气作为氧化剂,在飞机上只需携带氢气、甲醇等常规燃料,也易于补充,可以有效满足商业航空运输的一般要求。

2012年7月30日12时,中国第一架全碳纤维复合材料结构、氢燃料电池动力无人试验机“雷鸟”(LN60F)在沈阳成功试飞,其中的质子交换膜燃料电池动力能源系统在飞行过程中工作稳定。这架氢燃料电池动力飞机的成功试飞,是继2009年采用质子交换膜燃料电池作为飞艇主动力之后,中国研制的燃料电池再次在航空器能源系统中得到验证。

但正如前述分析提到的,氢气的储存运输仍然是一大难题,这也制约着燃料电池技术的进一步应用。此外,硼氢化物燃料电池也是一种适用的燃料电池,能量密度高达950瓦时/千克,比质子交换膜燃料电池还要高出37%,是锂离子蓄电池的6倍多。硼氢化钠不易燃烧,储运安全性也好,是未来电动飞机动力来源的有力竞争者。但问题在于,硼氢化钠的价格太高,远远超过了商业航空运输的底线,目前只局限在宇航工业领域。

需要看到,尽管电动飞机的研制已经取得了显著成效,但锂电池较低的能量密度以及太阳能电池转化率等问题,依然将这些解决方案限制在超轻型飞机和滑翔机类型中。要满足通用航空和大飞机更高的能源需求,目前的电动技术还需要进一步提高。考虑到目前混合动力驱动的应用不断在汽车领域推广,我们或许可以寄望于其同样适用于航空领域。

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