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众所周知,飞机燃油很脏。这家航空公司押注清洁电力



港湾航空希望成为世界上第一家全电动航空公司,并于2022年开始飞行乘客总部位于温哥华的小型航空公司Harbor Air本月凭借全球首架商用飞机的全电动飞行创造了历史。六人座DHC-2 de Havilland Beaver水上飞机经过改装,可以在750马力的电动机上运行,​​起飞并降落在弗雷泽河上飞行了4分钟。而且现在还来不及更好:气候紧急情况只会越来越糟。

在@HarbourAirLtd #ePlane起飞时观看实况,这是magni500电动推进系统放大的。加入我们的直播活动,参加历史性活动,第一架全电动商用飞机迎来航空新时代。在美国,运输现在是最大的温室气体排放源,飞机占运输排放的12%。去年,美国航空旅行达到了历史新高,即使在电力部门出现下滑的同时,也推高了整体排放量。

更糟糕的是,对航班的需求正在增长。如果没有其他变化,到2050年,航空旅行的排放量有望在全球范围内激增至七倍。这就是为什么紧急减少航空旅行的原因。然而,技术挑战是巨大的。碳中和生物燃料等替代品的成本仍然太高。受到严格监管,规避风险的航空部门的愚蠢规定远远落后于电力传动系统的发展。

有关航空旅行是气候变化的重要因素。一个新的全球运动希望您为飞行感到羞耻。因此,Harbor Air使用零排放推进器进行的简短测试飞行非常令人兴奋。3月份,该公司宣布将加大对电动航空的赌注,以期将电动飞机的所有排放量归零。他们认为自己有一个有效的公式。这就是为什么。

港湾航空是电气化的理想人选我之前写过关于电动航空的技术挑战和前景的文章。但是,Harbour Air提出了一个有趣的案例研究,说明电动飞行如何也能使商业变得有意义。Harbor Air拥有一支由40多架螺旋桨驱动的水上飞机组成的机队,这些飞机在水上起降。每年有500,000名旅客飞往太平洋西北地区的12个目的地。

事实证明,为汽车和工业开发的当前电池和电动机技术几乎完全适合Harbor Air的现有运营。Harbor Air首席执行官Greg McDougall说:“我们处于这样一个非常独特的位置,即具有较短的舞台长度和单引擎飞机,其能源消耗要少得多。” “我们开始做一些数学运算,并与一些工程师一起工作,并发现,尽管范围有限且有效载荷有限,但实际上它可以完全用当今的技术实现。”

电池的能量密度远不及液体燃料。例如,喷气燃料的比能为11890瓦时/千克。目前,顶级锂离子电池的最大耗电量为每公斤250瓦时。这意味着您将需要大量的电池以匹配使用传统航空燃料的行驶距离。重量是小型飞机的关键约束,在飞行计划中几乎每磅都必须列出。这极大地限制了飞机的飞行距离和速度。

但是,Harbor Air的所有航线都在30分钟以内,因此,当前和即将到来的新一代电池都可以满足这些航线的需求,而且飞机不必太快。另一个考虑因素是,燃油通常是大多数航空公司最大的一笔费用。它的价格波动很大,暴涨对小型航空公司的打击尤其严重。另一方面,电价要稳定得多。Harbor Air正在努力将加拿大哈瓦兰(De Havilland)DHC-2海狸(如此处所示)转换为电力运行。 预计今年晚些时候进行试飞。

Harbor Air正在努力将加拿大哈瓦兰(De Havilland)DHC-2海狸(如此处所示)转换为电力运行。预计今年晚些时候进行试飞。 港湾航空
麦克杜格尔说,他希望电气化可以为公司省钱。他说:“从长远来看,随着技术的发展,在飞机上运行电动推进系统会便宜得多。” 他说,这是因为电动机比公司现有的活塞式发动机更容易维护,而活塞式发动机每年需要数百万美元的维护费用。活塞电动机传动系统的成本在每个操作小时$ 300至$ 450之间。电动传动系统预计成本为每小时12美元。

McDougall认为,较低的运营成本以及不断改进的范围和性能最终将导致较低的机票价格。电气化也是Harbour Air的品牌。自2007年以来,该公司就实现了碳中和。McDougall说,该航空公司的许多客户是想要体验白雪皑皑的高山,森林和清澈原始水域的游客和度假者。更安静,更清洁的飞机成为另一个卖点,客户甚至可能会为此付出更多。

但是,所有使Harbour Air成为电气化理想人选的因素,也是为什么很少有公司可以效仿的原因。全球约有5%的商业航班的飞行距离不足100英里,但Harbor Air独家运营。在小型区域性航空公司中,围绕推进改变物流方式要比在成本上不断竞争的全球航空公司容易得多。现在,没有任何电动推进系统可以让一架客机上的数十名乘客离地。目前。

电动机解决了一些航空问题,但也带来了自己的头痛arbor Air正在与在澳大利亚成立的一家电力动力公司magniX共同承担电气化的费magniX首席执行官Roei Ganzarski告诉Vox,他的公司正在开发具有高功率重量比的电动机,这是一种特别适合飞机的特性。一年前,他们开始寻找一个对100英里范围的航班感兴趣的合作伙伴,并找到了Harbor Air。

他指出,尽管电池容量仍然是最大的挑战,但magniX专注于为电动飞机提供其他一些障碍。一个问题是,电动机会产生大量热量,但是在飞机当前的飞行速度下,没有足够的空气来冷却电动机。添加液体冷却系统会增加重量,并且无法实现轻便而强大的电机的目的,因此magniX开发了专有的冷却系统。

装在塞斯纳铁鸟中的magniX电动推进系统。 另一个令人担忧的是,很少有电力电子设备(如逆变器)可以用于航空领域,因此magniX也在开发这些产品。但是航空公司也必须考虑其地面运营如何容纳电力。目前,magniX和Harbour Air已对加拿大哈维尔兰德(加拿大)的六人座DHC-2海狸飞机进行了改装,这架飞机于1947年首飞。但是,使用电动机作为活塞式发动机的直接替代品有点像对待汽车中的汽油发动机可替代马匹;它低估了技术的潜力。

要充分利用电动传动系统,就需要围绕新的推进系统重新设计飞机-较小的机翼,更多的发动机,不同的空气动力学特性。反过来,这将开启新的空中旅行方式,例如空中出租车。但是,改装后的飞机很可能是第一个与客户合作的飞机。甘萨尔斯基(Ganzarski)表示,他预计到2022年海港航空将接载付费乘客。

“我们非常有信心,从工程学的角度来看,那里没有问题。我真的没有看到太多的缺点,”麦克杜格尔说。“尽管我们从FAA和加拿大运输部获得了很多合作和兴趣,但我们无法控制的事情是监管方面。”最大的障碍可能是航空法规航空业和政府监管机构花了数十年的时间使飞行安全且价格合理。但是,他们制定的规则是为常规喷气式飞机和螺旋桨驱动飞机量身定制的。

在美国,法律规定了对航空器进行监管和认证的联邦航空管理局的法规。这给了他们很大的帮助,但是使设计用于管理活塞发动机和涡轮机的规则更难以适应由电池供电的飞机,并且监管机构不愿对其进行更改,因为它们不熟悉该技术并且他们害怕引入新的风险。

“我们修改法律以适应新技术的能力非常差,”安布里-里德尔航空大学鹰航研究中心主任帕特•安德森说。“这对FAA来说是新事物,因此非常具有挑战性。”例如,FAA制定了有关如何将电池装入飞机内部“棺材”中的规则,以防止潜在的火灾或泄漏。这对于设计用于为飞机电子设备供电和备份的较小电池可能是有意义的,但对于打算使飞机自身飞行的电池则没有太大意义。“推进电池的能量是如此之大,以至于不会变成棺材;那将是一颗炸弹。”安德森说。

FAA没有回应置评请求。不过,FAA正在尝试进行调整。该机构正在将有关电动飞机规则的制定方式从联邦法规转变为行业共识所制定的标准。新技术的专家可以满足电动飞机必须满足的要求并对其进行投票。但是该过程本身是新的,因此该机构可能要花几年的时间才能制定出适用于电动飞机的标准。但是,当电动商业航班首次真正与付费客户一起起飞时,它可能会引发一场革命。麦克杜格尔说:“我觉得这有点像凯蒂·霍克。”
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