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電動航空?再等等吧

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今天跟大家聊航空航天界的一件小事。


曾經(jīng)的明星電動航空企業(yè)Eviation宣布大裁員,并暫停愛麗絲Alice電動飛機(jī)的開發(fā),基本上算是完蛋了。

Eviation總部在美國華盛頓州,成立于2015年。2015年那時(shí)候,新能源飛機(jī)這個(gè)賽道可是火熱得很。

那時(shí)候空客的純電雙座小飛機(jī)(電扇)E-FAN剛剛飛躍英吉利海峽,空客就信心滿滿畫出了一個(gè)路線餅:2017年電扇2.0量產(chǎn),續(xù)航時(shí)間從1小時(shí)延長到2小時(shí);2019年四座燃料電池版電扇4.0首飛,續(xù)航時(shí)間延長到3.5小時(shí);2020年用小型支線噴氣客機(jī)Bae146改裝的混動版電扇X首飛;2030年代90座級全新電動飛機(jī)投入使用。

有空客牽頭,西門子、羅羅這些公司都跟了上來。
在這種大勢所趨下,Eviation應(yīng)運(yùn)而生,它們的野心不大,認(rèn)準(zhǔn)了一個(gè)垂直賽道,生產(chǎn)純電的通航飛機(jī),設(shè)計(jì)出來的愛麗絲(Alice),是一架九座輕型飛機(jī),航程550海里(1018.6公里)。目標(biāo)是以低一半的使用成本取代塞斯納402、比奇空中國王、皮拉圖斯PC12之類的飛機(jī)。

初版設(shè)計(jì)的翼尖推進(jìn)布局、V形尾翼、三角截面機(jī)身和后三點(diǎn)式起落架,都讓人眼前一亮。參加了2019年的巴黎航展,Alice名聲大噪,前后拿下了600架的意向訂單。不過要注意一下,意向訂單這東西,差不多就跟開業(yè)時(shí)候別人送的花籃差不多,意向嘛,就是個(gè)意向。

在經(jīng)歷了多次設(shè)計(jì)更改之后,2022年9月27日,Alice完成首飛。飛上天的Alice,變得保守了很多,發(fā)動機(jī)改成了常規(guī)的尾吊布局,尾翼改成了常規(guī)的T形尾,起落架改成了常規(guī)的前三點(diǎn)式。


更重要的改變是,Alice首飛后不久,Eviation宣布其目標(biāo)航程攔腰一刀,從550海里變?yōu)?50海里。畢竟飛在天上的東西跟汽車不一樣,虛標(biāo)續(xù)航里程那是要出人命的。一個(gè)飛不了500公里的九座飛機(jī),毫無使用價(jià)值。

首飛就是告別。有點(diǎn)好看的Alice再也沒有飛起來過,在那之后Eviation甚至再次推翻重來,2024年發(fā)布了新版的Alice的設(shè)計(jì)。連最后的倔強(qiáng)---三角形截面的機(jī)身也改成了平平無奇的圓形截面機(jī)身,單看氣動外形,放到今天任何一個(gè)機(jī)場都不會有人多看它兩眼。


發(fā)布的新版Alice沒有激起太多水花,于是在2025年的情人節(jié)自我宣布進(jìn)入脫水休眠狀態(tài)。


走到今天,停杯投箸的Alice,竟也有了拔劍四顧心茫然的悲愴感。


同在華盛頓州的好基友ZUNUM航空,比eviation早兩年成立,曾經(jīng)拿到波音的投資和技術(shù)支持,目標(biāo)也是開發(fā)一款與Alice接近的12座級混動電動飛機(jī)。

2019年公司關(guān)門,那時(shí)候連飛機(jī)的設(shè)計(jì)都沒有凍結(jié)。關(guān)門之后zunum反而名聲更響了,因?yàn)樗鷸|家波音打了持續(xù)至今的官司,起訴的理由包括“波音偷竊它的技術(shù)產(chǎn)權(quán)”,“波音刻意拖延經(jīng)費(fèi),阻止zunum的運(yùn)營”等等。


并不是只是初創(chuàng)企業(yè)不行。2017年4月,空客宣布終止純電的E-FAN項(xiàng)目,轉(zhuǎn)向混動方案E-FAN X。2020年4月,空客宣布取消E-FAN X項(xiàng)目。同年9月,空客啟動氫能的zero-e計(jì)劃,路線圖是2035年讓氫動力客機(jī)投入使用。2025年2月7號,空客再發(fā)布了一個(gè)公告,表示由于技術(shù)進(jìn)步慢于預(yù)期,將氫能飛機(jī)的研發(fā)計(jì)劃推遲到三十年代中期再啟動。

帶頭大哥撂挑子,小弟們里跑得最快的是西門子,在電動機(jī)領(lǐng)域里那是巨頭,也是電動航空領(lǐng)域最早入局的豪門企業(yè)。2019年10月,西門子把它的電動和混動航空推進(jìn)部門賣給了羅爾斯羅伊斯。

一開始羅羅還挺起勁的,畢竟這個(gè)老企業(yè)確實(shí)也需要一些彎道超車占據(jù)頭排之類新玩意兒了。只玩了四年,2023年11月,羅羅發(fā)布公告,為其電動航空部門尋求買家。十個(gè)月的無人問津之后,2024年9月,羅羅關(guān)閉了這個(gè)部門。


你甚至不能說這只是企業(yè)們錢多了燒著玩。在電動航空領(lǐng)域吃了大虧的還有NASA。


2016年6月17日,當(dāng)時(shí)的NASA局長發(fā)布了X-57計(jì)劃。NASA的X系列,那可是航空史上的封神榜。從人類第一個(gè)突破音障的X-1,到3倍音速的X-2,再到6倍音速的X-15。各種高速、低速、垂直短距起降、空天飛行器,后掠翼、層流翼、變后掠翼、傾轉(zhuǎn)翼。20世紀(jì)航空領(lǐng)域里幾乎有一半新技術(shù)都是由X系列技術(shù)驗(yàn)證機(jī)來檢驗(yàn)的。

在X-57之前,NASA上一個(gè)能載人的X型號還是2009年的X-55,那不過是改裝了一架德國產(chǎn)的多尼爾328JET支線客機(jī),驗(yàn)證了一下復(fù)合材料在上單翼運(yùn)輸機(jī)上的工程應(yīng)用。


X-57雖然也是找了一架現(xiàn)成的小飛機(jī)改裝的,卻很不尋常,NASA將其列為“新地平線計(jì)劃”,業(yè)內(nèi)和愛好者當(dāng)時(shí)普遍認(rèn)為它會預(yù)示未來。

X-57的“砧木”是意大利生產(chǎn)的tecnam P2006T輕型四座雙發(fā)通用飛機(jī)。X-57換掉了它的機(jī)翼和機(jī)翼上的兩臺小活塞發(fā)動機(jī),代之以一個(gè)奇怪的矩形機(jī)翼,看起來更適合于入門級的航模。機(jī)翼上密密麻麻放了十二臺電動機(jī),各自陪一副螺旋槳。機(jī)翼翼尖上還各有一個(gè)大一點(diǎn)的電動機(jī)和螺旋槳。這正是X-57要驗(yàn)證的關(guān)鍵技術(shù):分布式推進(jìn)(DEP)。

航空發(fā)展史的初期曾經(jīng)出現(xiàn)過一個(gè)飛機(jī)上發(fā)動機(jī)越來越多的趨勢。比如1929年的德國多尼爾Do-X水上飛機(jī),裝了12臺活塞發(fā)動機(jī)。

1949年的美國B-36轟炸機(jī),裝了10臺發(fā)動機(jī)---6臺活塞和4臺渦噴。原因無他,發(fā)動機(jī)沒勁耳。

活塞發(fā)動機(jī)的年代,發(fā)動機(jī)都是老祖宗,故障率非常高,多發(fā)的大型機(jī),飛個(gè)長途,基本上沒有全部發(fā)動機(jī)都聽話的時(shí)候,所以那時(shí)候飛機(jī)上要有專門的“機(jī)上工程師”,來伺候甚至空中修理這些難伺候的家伙。到了渦輪發(fā)動機(jī)的時(shí)代,發(fā)動機(jī)的可靠性越來越好,推力越來越大,飛機(jī)設(shè)計(jì)師們喜滋滋地開始做減法。從八臺發(fā)動機(jī)的B-52,到四臺發(fā)動機(jī)的波音707,到三臺發(fā)動機(jī)的波音727,再到兩臺發(fā)動機(jī)的空客A300。今天的民航市場上基本上是雙發(fā)機(jī)的天下,四發(fā)的波音747、空客A380和A340,每次出現(xiàn)都能惹得航空愛好者們一陣快門。


曾經(jīng)發(fā)動機(jī)越來越多是因?yàn)楣β什蛔悖髞碓絹碓缴偈且驗(yàn)榘l(fā)動機(jī)太貴。這些都不是氣動設(shè)計(jì)師做的決定。

電動化似乎給了航空設(shè)計(jì)師們了一些更純粹的東西。電動機(jī)體積小,不貴,關(guān)鍵是不難伺候。無需液壓、供油、引氣各種管路,一根電纜,從供能到操控,足矣。于是,何不多來點(diǎn)呢?把一臺大發(fā)動機(jī)拆解城很多小發(fā)動機(jī),哪個(gè)地方需要螺旋槳的氣流,就放哪。機(jī)翼上可以,尾翼上可以,機(jī)身上,如果需要也不難。一排小螺旋槳產(chǎn)生的氣流,均勻吹過機(jī)翼的上表面,升力就產(chǎn)生了。所以不需要那么大的機(jī)翼,起降距離也會大大下降。傳統(tǒng)機(jī)翼的尖端,來自下表面的高壓氣流和來自上表面的低壓氣流扭在一起,形成了翼尖渦流,浪費(fèi)了很多能量。那何不在翼尖放上發(fā)動機(jī)和螺旋槳,把這個(gè)渦流利用起來呢?

這就是X-57的思路。飛機(jī)起飛需要的推力比巡航時(shí)候大得多,傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)要兼顧起飛工況和巡航工況,多有掣肘。X-57起飛時(shí)讓12+2臺發(fā)動機(jī)一起工作,巡航時(shí)只靠翼尖上的兩臺。


氣動效率提高了,操控更靈敏精確了,噪音也下降了。多好的事。2023年,NASA宣布取消X-57項(xiàng)目,原因是在預(yù)算內(nèi)和任務(wù)計(jì)劃時(shí)間中無法解決的推進(jìn)系統(tǒng)安全問題,把問題想簡單了。


再等等吧。

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