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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。


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

Eviation總部在美國華盛頓州,成立于2015年。2015年那時候,新能源飛機這個賽道可是火熱得很。

那時候空客的純電雙座小飛機(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路線餅:2017年電扇2.0量產,續航時間從1小時延長到2小時;2019年四座燃料電池版電扇4.0首飛,續航時間延長到3.5小時;2020年用小型支線噴氣客機Bae146改裝的混動版電扇X首飛;2030年代90座級全新電動飛機投入使用。

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應運而生,它們的野心不大,認準了一個垂直賽道,生產純電的通航飛機,設計出來的愛麗絲(Alice),是一架九座輕型飛機,航程550海里(1018.6公里)。目標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。

初版設計的翼尖推進布局、V形尾翼、三角截面機身和后三點式起落架,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,差不多就跟開業時候別人送的花籃差不多,意向嘛,就是個意向。

在經歷了多次設計更改之后,2022年9月27日,Alice完成首飛。飛上天的Alice,變得保守了很多,發動機改成了常規的尾吊布局,尾翼改成了常規的T形尾,起落架改成了常規的前三點式。


更重要的改變是,Alice首飛后不久,Eviation宣布其目標航程攔腰一刀,從550海里變為250海里。畢竟飛在天上的東西跟汽車不一樣,虛標續航里程那是要出人命的。一個飛不了500公里的九座飛機,毫無使用價值。

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


發布的新版Alice沒有激起太多水花,于是在2025年的情人節自我宣布進入脫水休眠狀態。


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,曾經拿到波音的投資和技術支持,目標也是開發一款與Alice接近的12座級混動電動飛機。

2019年公司關門,那時候連飛機的設計都沒有凍結。關門之后zunum反而名聲更響了,因為它跟東家波音打了持續至今的官司,起訴的理由包括“波音偷竊它的技術產權”,“波音刻意拖延經費,阻止zunum的運營”等等。


并不是只是初創企業不行。2017年4月,空客宣布終止純電的E-FAN項目,轉向混動方案E-FAN X。2020年4月,空客宣布取消E-FAN X項目。同年9月,空客啟動氫能的zero-e計劃,路線圖是2035年讓氫動力客機投入使用。2025年2月7號,空客再發布了一個公告,表示由于技術進步慢于預期,將氫能飛機的研發計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,在電動機領域里那是巨頭,也是電動航空領域最早入局的豪門企業。2019年10月,西門子把它的電動和混動航空推進部門賣給了羅爾斯羅伊斯。

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


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


2016年6月17日,當時的NASA局長發布了X-57計劃。NASA的X系列,那可是航空史上的封神榜。從人類第一個突破音障的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、傾轉翼。20世紀航空領域里幾乎有一半新技術都是由X系列技術驗證機來檢驗的。

在X-57之前,NASA上一個能載人的X型號還是2009年的X-55,那不過是改裝了一架德國產的多尼爾328JET支線客機,驗證了一下復合材料在上單翼運輸機上的工程應用。


X-57雖然也是找了一架現成的小飛機改裝的,卻很不尋常,NASA將其列為“新地平線計劃”,業內和愛好者當時普遍認為它會預示未來。

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

航空發展史的初期曾經出現過一個飛機上發動機越來越多的趨勢。比如1929年的德國多尼爾Do-X水上飛機,裝了12臺活塞發動機。

1949年的美國B-36轟炸機,裝了10臺發動機---6臺活塞和4臺渦噴。原因無他,發動機沒勁耳。

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


曾經發動機越來越多是因為功率不足,后來越來越少是因為發動機太貴。這些都不是氣動設計師做的決定。

電動化似乎給了航空設計師們了一些更純粹的東西。電動機體積小,不貴,關鍵是不難伺候。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,何不多來點呢?把一臺大發動機拆解城很多小發動機,哪個地方需要螺旋槳的氣流,就放哪。機翼上可以,尾翼上可以,機身上,如果需要也不難。一排小螺旋槳產生的氣流,均勻吹過機翼的上表面,升力就產生了。所以不需要那么大的機翼,起降距離也會大大下降。傳統機翼的尖端,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,浪費了很多能量。那何不在翼尖放上發動機和螺旋槳,把這個渦流利用起來呢?

這就是X-57的思路。飛機起飛需要的推力比巡航時候大得多,傳統發動機要兼顧起飛工況和巡航工況,多有掣肘。X-57起飛時讓12+2臺發動機一起工作,巡航時只靠翼尖上的兩臺。


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項目,原因是在預算內和任務計劃時間中無法解決的推進系統安全問題,把問題想簡單了。


再等等吧。

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