我來回答

熱心網友回答 (7)

  • 96454596947

    2019-08-02 10:43

    波音研究與技術部門先進飛機概念研究員馬蒂-布拉德利( Marty Bradley)說:「幾年前,用電池驅動飛機簡直就是笑話。」儘管電池和電力發動機安靜、效率高,但電池太大太重了,存儲的能源也比液態燃料少很多。

    https://i1.ask543.net/uploads/1f/2d/3/2b28c000023d1fd23c78f.jpg

    現在,有兩點已經改變了。第一,電池可以存儲的能量穩步提升,這種趨勢會繼續。第二,將電池、電力發動機和傳統引擎結合的技術進步了,引擎變得更小、更輕、更有效率了。

    https://i1.ask543.net/uploads/47/bb/a/2b28a00002441f584fcd8.jpg

    2011年時,西門子演示了早期的混合動力飛機,但它太重了,根本無法用於現實。在新一代產品中,電力發動機、動力電子設備、傳動裝置的重量下降了100千克,它可以裝載的旅客、行旅重量已經與小型飛機相當了。

    https://i1.ask543.net/uploads/79/f3/7/174f80007aa268517c555.jpg

    在混合動力飛機設計時,飛機採用相對小的汽油發動機,飛機巡航時發動機效率處在最優狀態。如果飛機要起飛或者上升,電池和電力發動機提供更多動力。當飛機下降時,電池可以恢復電能。隨著電池的改進,它可以提供越來越多的能量。

    電動飛機普及有多快,很大程度上依賴於電池的發展有多快。EADS研發的電動飛機,每千克電池可以存儲1000千瓦時電能,相當於傳統鋰電池的5倍。但局限仍然存在,照估計,2050年之前全電動飛機飛行距離將限制在1600千米。

    至於大型飛機,電力最初會用來驅動噴氣式引擎上方的大型渦扇發動機。當飛機滑行時,大型飛機用電力驅動,這樣可以節省飛機在地面上的能耗。

    總體來看,未來幾年混合動力技術將只能用在小型飛機上。至於用於戰鬥機,目前來看技術和動力暫時無法滿足。

  • 100423763888

    2019-08-02 15:19

    目前新能源在戰鬥機領域是不可能實現的。

    戰鬥機:通俗點來講就是大量燃油注入發動機,發動機運轉,產生噴射氣流,將大量氣體向後推動,使飛機向前行,在空氣流過飛機時,因為機翼及機身的形狀,使得飛機產生升力,當升力大于飛機重力時,從而才能起飛。

    飛機在起飛時,需要開加力,也是最費油的,開加力進入超音速飛行的這個過程耗油最大,不同的高度,不同的速度,耗油量都有所不同。

    新能源現在面臨著:動力能持續爆發輸出、航程、動力電池的體積、環境因素的安全以及穩定性。

    新能源在理論上瞬時產生的動力較大,但是不可持續性受到制約,從傳統的電動貨車就可以比較出來,而戰鬥機滿載的情況下是否能克服動力輸出問題,讓飛機有充足的動能起飛。

    戰鬥機進入空中面臨著超音速飛行、超機動這些都考驗新能源是否成熟的一個關鍵,這關係到戰鬥機生存的問題,不能馬虎。

    新能源動力的可持續性,戰鬥機任何的飛行高度和機動都能導致新能源儲存動力的極速下降,戰鬥機在執行完任務後,是否有充足的動力返回。

    新能源動力需要儲存,儲存的母體的體積是很重要的因素,沒有成熟的技術,會導致戰鬥機外部形態發聲改變,這又將設計到力學、動力學等問題。

    戰鬥機由於是高空作業,受環境因素影響較大,新能源在安全方面是否存在不確定性。

    以上任何一項問題沒有克服以及達到標準,任何國家都不會採用新能源作為戰鬥機的動力輸出,戰鬥機和飛行員都是一個國家的珍貴的財產,尤其是培養一個優秀飛行員更加困難。

    傳統的戰鬥機雖然技術成熟,但依然會面臨各種機械故障、環境因素的影響導致墜機事件。新能源畢竟是一個新的產物,各項的標準以及面臨的問題都是現在科技無法克服的。

    隨著科技的發展,未來新能源或許在軍事領域有所建樹。

  • 179954622151534

    2019-08-02 09:54

    首先,飛機所有輪子都是從動,不需要主動轉動的,這是設計上的要求。當然,如果非要加,理論上也是沒有問題的。但是相當於要增加一整套系統,有可能需要在駕駛艙增加更為複雜的東西,或者增加飛行員的操作。同時,因為是電機,就需要一套電源,作為能量輸入,可以直接從飛機電源總線上獲得,從最近的電源總線引幾條電源線過來,姑且可以接受吧。需要在輪子上安裝電機,這個最簡單,但是一般電機的重量過於沉重,畢竟都是繞線。還得需要一套控制器,和剎車組件交換信息,同時收發命令,畢竟,除了起飛還得著陸,著艦雖然有阻攔索,但是,需要剎車控制計算機接管剎車過車,計算最佳輪速,同時啟動剎車,將輪胎點剎。也就是說 ,你所加裝的這一整套系統,只是為了減少起飛距離,暫且不考慮系統的複雜程度,一艘航母上有各型不同的飛機好幾種,如果每種都加裝,必須有生產線,生產和改裝成本都很巨大。還有就是飛機加裝電機的重量擠占了起飛重量,減少了載彈量。所以,改裝飛機還不如改造彈射器,技術問題更多的體現在實現技術的過程中,以及成本。

    https://i1.ask543.net/uploads/34/7c/2/tos.jpg

  • 68565736359

    2019-08-02 11:42

    專家稱2045年電動飛機就能問世,但真的如此嗎?若想電動驅動飛機,電池技術必須出現巨大革新。現有的電動汽車則為此帶來一絲希望,空氣鋰電池和固態鋰電池技術穩步提升,前景一片樂觀。但電池技術進步需要相關公司和科學家共同合作,攜手前進。

    https://i1.ask543.net/uploads/34/7c/2/tos.jpg

    但凡提及航空業的未來,都免不了說到電動飛機。這種節能環保的電動飛機無疑是空中出租車,在摩天大樓之間穿梭,如同客機沉穩地穿越大洋。畢竟希望出行便捷的現代人們並不青睞化石燃料。

    https://i1.ask543.net/uploads/34/7c/2/tos.jpg

    但航空航天公司和新興企業炒作出來的關於電動飛機的種種概念,都是不切實際的。飛行所需要的能量巨大,而如果真的利用電動驅動,那電池技術得有個極大的飛躍。要不然就像航空專家理察·阿布拉菲亞(Richard Aboulafia)在審查相關空中飛車項目時說的話「乾脆期待奇蹟吧。」

    https://i1.ask543.net/uploads/34/7c/2/tos.jpg

    電池技術

    所以說,電動飛機的關鍵問題是電池。現有電池技術無法匹配能源—重量比,成本巨大,而且也維持不了多久時間。特斯拉推出的Model S電動車能運行535千米,雪佛蘭旗下的Bolt純電動車能跑300多千米。但這裡用到的電動電池技術都不足以支撐最小的飛機飛起來。

    既然專家都無奈表示「乾脆期待奇蹟吧」。那究竟是什麼樣的奇蹟才能拯救電動飛機呢?有生之年能不能看到呢?

    前面提及的兩大電動車至少給了我們點希望。儘管要花費六位數美元,但特斯拉的Model S小轎車一次充電可行進535千米。而雪佛蘭的Bolt EV小型汽車則售價3萬美元,能跑383千米。今夏,特斯拉將進一步提升電池電動車性能。同時,訓練用的一座或兩座無氣飛機也很有可能進行起飛實驗。而不必冒險在飛機場間進行嘗試。

    安柏瑞德航空大學的飛行研究中心的負責人理察·帕特·安德森(Richard Pat Anderson)就說道「關注電動汽車的人,同樣關注電動飛機。但這兩者需求不同。電動汽車的電池價格應當低廉能被人們接受,電池也應當小巧便捷。但對飛機而言,電池是大是小就不那麼重要,也不太介意成本,但關鍵是重量。」

    臨界密度

    需要降低飛機重量,但又不能以犧牲尺寸或功率為代價,能量密度就成了最大的問題。目前為止,電動電池的比能(指單位質量/體積的器件可提供的能量)是液體燃料的2%。而電動電力系統的效率是內燃機的7%。綜上,也就是說同樣重量的噴氣燃料產生的能量是電動電池的14倍。

    儘管電動電池與噴氣燃料有著高達14倍的差異。但實際上電動電池一直在不斷進步。雖然進步微小,但電池的比能以每年2%-3%的比例提升。每一次重複中,特斯拉都有進步。

    另外實際上,電動電池也不需要和液體燃料比單位重量的能量。如果當前的電流密度能夠提升至五倍,那就達到1000瓦·小時/千克。美國能源部阿貢重點實驗室的交通研究中心的主任唐(參配、圖片、詢價) ·希勒布蘭德(Don Hillebrand)認為這就足以支持一架小型的商業飛行器。而且他估計到2045年就能達到這一目標了。

    1000瓦特·時/千克的能量大約是汽油能量密度的三分之一,但這就夠了。目前電池的創新穩定前進,電能傳遞效率也在提升,那麼就有理由期待有朝一日能看到電動飛機在空中翱翔。

    造型設計改進

    除此以外,還有多種捷徑。電動飛機的發展也在改變飛機設計理念。未來的電動飛機肯定不是現在飛機的樣子。由於分布式電機和阻力減少,未來可能僅利用400 瓦特·時/千克的能源效率就能飛行。工程師們也會重新設計飛行器以適應電機。但需要指出的是,電動飛行器的進展十年磨一劍,在1000 瓦特·時/千克的電池未問世之前。電動飛機也不會出現。

    固態鋰電池VS空氣鋰電池

    電動飛機的發展得指望著電池技術,電池技術得要達到1000 瓦特·時/千克。那麼,怎麼做到呢?最可能的方法是推翻當前的新寵——鋰空氣電池。鋰電池具有強能量密度,但是該技術太不成熟了,還需要幾十年才能真正的商業應用。而固態鋰電池也是個不錯的選擇,因為它不易燃,但是沒法循環利用。也就是說固態鋰電池每次充電和用盡都在耗損壽命。

    而研究人員減少「無圈曲線」的進展,促使某些專家將目光轉向其他形式的金屬鋰電池。無圈曲線會在電池反覆充電和放電過程中形成,可能會導致短路,從而引起火災。阿貢國家重點實驗室的電池專家文卡特·斯里尼瓦桑(Venkat Srinivasan)這樣預測道「五年之後,該技術一定會有大的進展。五年前我沒這麼樂觀,但現在我非常相信鋰—金屬電池能夠派上用場。」

    一旦鋰—金屬電池的問題被解決,其他材料如氧和硫也就迎刃而解了。

    鋰—氧氣電池困難最大,但卡耐基梅隆大學的Viswanathan和同事認為鋰—氧電池是電動航空的最佳選擇。Viswanathan稱「鋰空氣電池,顧名思義。這個電池能夠達到400 瓦·小時/千克的能量,能夠飛行300到482千米,雖然不能夠讓人穿越海洋,但是足夠好幾個短途來回了。」

    該電池的關鍵是氧氣溶解在電池陽極和陰極的電解液中,能夠維持充電和放電環境下電解液的穩定。除此以外,在放電過程中加進系統的氧氣,在充電過程中會被回收再利用。而且目前許多飛行器上都配有了這種電池所需要的純氧,利用起來很方便。

    但理論和實際應用之間隔著鴻溝。該電池需要冷卻,需要固定在一個盒子裡,這些都拖了體重和體積的後腿。科學家們需要進一步改善和規模化。但還需要一段時間。

    共同合作

    但難題不僅僅是技術上的。電池技術研發小組分布在秘而不宣的公司企業和稍微公開點的各大高校。但各個研發小組之間並無合作。與更為開放的半導體業相比,電池技術產業之間缺乏社區努力。他們應當向半導體的產業生態學習。正在創新的科學家們也應當緊密聯繫起來。由市場引導,才能更快地發展。

    。電氣化不僅僅用於汽車,也用于飛機。各種各樣的技術會在某一個點上交匯貫通。自動駕駛技術,電動車,無人機技術和電動航空,這些技術彼此支持,共同發展的速度可能會超人意料。

    那就靜等2045年會發生什麼吧!

  • 7906755956

    2019-08-02 10:39

    不是一個概念,汽車靠機械能驅動行駛,而戰鬥機靠氣能起飛。電池可轉化為機械能,但轉化不了氣能。

  • 21618863905483

    2019-08-02 11:08

    應該電池發展還沒有發達動力效果。如果電能解決任何事情,應該選擇用電、畢竟他是環保的。

  • 59079061875

    2019-08-02 09:41

    一是動力不行,二是技術還不成熟。