当飞机制造商不断通过“拉长”机身、提高燃油效率为飞机升级换代时，一些或许会彻底改变飞行生活的概念飞机、飞行设备已经悄然问世。

 

　　空客旗下100%使用电能的飞机即将投产，完全利用太阳能进行昼夜不间断飞行的飞机也吸引了诸多飞行爱好者的关注，电动汽车特斯拉的总裁马克斯试图打造舒适、安全的飞行汽车，德国人正在研制用意念就能操控飞机的飞行控制系统……

 

　　在不久的将来，这些新技术或许会将公务机、民航的发展引入全新的领域，甚至改变人们对飞行的理解。

 

电动飞机

 

　　交通领域的能源消耗一直是困扰各国的重要问题，尤其以航空业为甚。根据一份世界能源署发布的数据显示，空中交通约占全球碳排放总量的2.2%，且该数字正在不断升高，如不采取行动，预计到2020年航空业的碳排放量将达到8亿吨，2050年会占据全球排放总量的10%。

 

　　汽车界新能源利用开展得如火如荼，航空业也紧随其后，越来越多的企业开始开发利用生物能源、氢燃料等新能源的飞机，其中一些甚至已经成功翱翔天空。或许只欠成本降低、技术成熟的东风，这些飞机就能借新能源的利箭，在环保的战役中攻城拔寨。

 

　　在新能源飞机中，除了通常的节能环保、效率高之外，电动飞机具有独特的优势。其由于电机作用，噪声和振动水平很低，是降低此类污染的绝佳选择。此外，电动飞机还更安全可靠，杜绝了燃油泄漏等事故隐患，而且结构简单、操作更加简便，维修也相对易行，费用经济。另外，电动飞机可以获得更佳的设计效果，采用创新布局，满足特殊需求。

 

　　Tips

 

　　根据动力推进系统的不同，电动飞机可分为太阳能电动飞机（一般称为太阳能飞机）、蓄电池电动飞机（目前主要是锂电池电动飞机）和燃料电池电动飞机。除了纯电动飞机以外，还有混合动力飞机。

 

E代——蓄电池电动飞机

 

　　今年4月25日，空客公司在法国波尔多举行了“电动飞机日”活动，旗下E-Fan电动飞机首次公开演示飞行。

 

　　这款由空客公司旗下的欧洲航空防务与航天集团（EADS）和法国航空制造商ACS公司联合开发的双座纯电动飞机，由韩国Kokam公司制造的两组250V锂离子聚合电池供电，这些电池被安排在机翼内侧部分，充满电只需要1小时。如果在空中电量耗尽，机载备用电池可供紧急降落。

 

　　空客公司首席技术官让·博迪（Jean Botti）表示：“这款飞机的推出代表我们的技术发展迈出了战略性的一步，我们还将致力于开发对国防以及民用有益的技术。”这位前通用汽车电动汽车研发团队的工程师，对E-Fan的前景侃侃而谈，并解释其实际上是在为今后开发用于70~90座支线客机的混合动力发动机做技术储备。在他看来，在电气化技术普惠的今天，电动飞机梦变得不再遥远，航空业的改革与创新很可能从电气化开始。EADS曾领导研发4引擎电动飞机Cri-Cri的负责人伊曼纽尔·朱伯特（Emmanuel Joubert）也表达了同样的看法，他说：“今天，电力驱动是相当好的应用技术，比如电动汽车。”

 

　　事实上，这种动力系统和电混动力汽车的原理基本一致，在动力需求最大的起飞阶段，电池和电力发动机将为涡扇机提供全部的动力；等平稳飞行时，电力发动机在保证涡扇动力的同时，可将一部分多余的电力储存进电池。

 

　　目前，E-Fan的续航时间并不长，只能支持实际飞行半个小时左右，但空客认为这并不是问题，因为其主要用于试验或者执行任务的短途飞行、飞行员的特技飞行表演以及初学者的飞行训练。

 

　　博迪乐观地预测，等它的技术足够成熟，并且能够批量生产，就可以将它推销到飞行学校或特技表演队。“我们将最快于2017年年底在法国西南部的波尔多工厂生产E-Fan。”他说。或许，在不久的将来，我们就可以在航校里一窥它的风采，并且驾驶它学习飞行技术了。

 

追日——太阳能飞机

 

　　太阳能已经是外太空飞行器最基本的能源，在大气层以内，技术人员也正在尝试让它挑战空气阻力与地心引力，为飞机提供强大的动力。1981年7月7日，第一架以太阳能为动力的飞机——美国“太阳挑战者”号，以平均每小时48千米的速度、3350米的飞行高度，完成了全长265千米的旅行，成功跨越英吉利海峡。如今，将太阳能视为一种成熟的空中能源还为时过早，但将它作为一种未来的高效能源，在新能源飞机研发中已越来越多地被提及。

 

　　近日，瑞士飞行员安德烈·博尔施伯格（André Borschberg）在瑞士驻华使馆介绍了该公司新一代太阳能飞机“阳光动力2”号。他将于2015年驾驶这款飞机进行环球飞行。这款飞机克服了太阳能飞机天生的弱点——夜间飞行，使得“永久”航行成为可能。

 

　　夜间飞行是太阳能飞机最核心的性能体现，同时也是其最难逾越的技术障碍。“如果太阳能储备不能支持夜晚飞行，那么飞机就会因丧失动力而坠落。”在博尔施伯格看来，阳光动力号已经基本解决了这一问题。“为了能够实现真正的昼夜不停飞行，这就要求飞机的能效必然非常的高。”为了装更多的电池，“阳光动力2”号飞机翼展达到72米，比传统最大飞机波音747-81更宽。在白天飞行的时候，太阳能电池板从太阳中汲取能量，可以飞到接近9000米的高度，飞得越久，电池储能就越多。

 

　　“阳光动力号（Solar Impulse）兼具科学及创新意义，同时也具有一定的哲学意义，它将提升社会大众共同保护地球资源的意识。”伯特兰·皮卡德（Bertrand Piccard）表示。阳光动力公司正是这位传奇人物在十多年前与博尔施伯格共同创立的。他们在2009年6月制造出首架太阳能飞机。

 

　　2010年，阳光动力号成为全球首架实现26小时昼夜飞行的太阳能飞机，并在2011年和2012年先后完成跨国和跨洲飞行。2013年5月3日，阳光动力号从美国加利福尼亚州出发，途中在亚利桑那、德克萨斯、密苏里、俄亥俄和华盛顿特区停留，最后在纽约完成飞行。这次飞行是历史性的，也为两人能够继续在太阳能飞机领域创造奇迹增加了信心与筹码。

 

　　该项目目前由80位跨学科团队专家、90个合作伙伴、100位左右顾问组成，项目经过12年的分析、设计、计算、模拟、制造和测试，已经投资1.7亿美元。尽管中国太阳能企业已经纵横捭阖于全球，但是12年来，该项目并未有中国企业的加入。这也是吸引博尔施伯格来到中国的原因之一。“我们还在不断寻找合作伙伴，如果有中国企业参与，我们当然可以开展多种合作。”他说。

 

　　现在，在阳光动力号中应用的一些新技术也在现有产业中得到了体现。“比如飞机飞到高空的时候舱外的温度是零下40摄氏度，我们必须采用最先进的隔热材料，使热量散发降到最低，这样才能使能效达到最高。这种技术现在已经用在制造冰箱上。还有很多其他的应用，都可以从阳光动力号延伸到其他领域。”博尔施伯格说。

 

　　皮卡德希望在他的尝试下，人们可以认识到如果连飞机都可以拒绝依赖石油，成功绕行地球一周，那么就没有人敢说，替代能源对于其他交通工具是不可实现的。博尔施伯格则认为，阳光动力号不是为了载人，而是为了传递消息，为了向人们展示利用清洁能源我们可以做什么，一切都源于梦想、激情和热爱。这样一次冒险必须通过使用清洁技术，激发社会热情，使公众直面我们这个时代所面临的各种挑战。用他的话来说就是：“如果今天不开始，那么永远都不会走入明天。”

 

　　有专家预计，40多年后，在解决了太阳能吸收、大幅提高电池功效之后，能够承载300名乘客的大型太阳能飞机有望投入运营。

 

近年多种多样的电动飞机

 

　　2009年7月7日，世界首架利用燃料电池驱动的有人驾驶飞机在德国汉堡升空。这架飞机名为“安塔里斯”号DLR-H2型机动滑翔机。

 

　　2010年7月28日，中国制造的世界首架商用纯电动E430电动飞机在美国威斯康辛州奥什科什市机场“飞来者大会”试飞成功，起飞平稳，飞行高度达到3000米左右。

 

　　2010年9月2日，EADS公司全电飞机Cri-Cri在巴黎LeBourget机场正式进行首飞。

 

　　2013年9月22日，中国首架自主知识产权电动飞机——RX1E锐翔双座电动轻型飞机，在第二届沈阳法库国际飞行大会上进行了特技表演。

 

飞行汽车

 

　　当安德烈·博尔施伯格在太阳能飞机领域积极奔走时，他的好朋友——特斯拉公司CEO艾隆·马斯克（Elon Musk）不仅试图用电动汽车改变世界，也声称要打造能广泛应用于大众生活的飞行汽车。“我们显然可以造出一辆飞行汽车——但那并非难点。真正的难点在于，怎样让这辆飞行汽车具备卓越的安全性和安静性。原因是倘若这辆汽车声音隆隆，那么会使人不开心。”

 

　　虽然马斯克的宏愿尚未真正付诸实践，但他指出了飞行汽车用于生活的两大问题——安全性和舒适性，如果谁能有效解决这两个问题，就能抢占先机，将扁平化的汽车世界打造得更加立体。美国航空业分析师罗伯特·曼恩说，从上世纪30年代起，人们就念叨着想开车飞上天了，发明者们也在不断为此努力。显然，这个愿望从未像今天这样切近。

 

展翼——Transitio

 

　　与马斯克现在只是过嘴瘾不同的是，位于美国马萨诸塞州的Terrafugia公司正在开发一款名为Transition的两座小型“飞机”。这款“飞机”不但拥有可折叠的机翼，而且拥有能够在公路上奔驰的车轮。

 

　　在路面拥堵已经成为社会常态的今天，仰望天空，若有一架如《神盾特工局》中“劳拉”一般的飞车呼啸而过，相信任何人都会对它垂涎三尺。只不过电视剧中是特技效果，Transition却能让梦想照进现实。

 

　　Transition在2009年试飞成功，它能够在30秒内由行驶模式变换为飞行模式，并实现100千米/小时的飞行速度，最远能够飞行700多千米。它的发明者卡尔·迪特里希（Carl Dietrich）博士是麻省理工学院（MIT）航空航天部的研究员，他从2006年开始研发Transition汽车。“当我说我在研究飞行汽车时，人们总会发出讥笑声，但是事实上我真的是很认真地在致力于此。”卡尔说。

 

　　因为供应商及生产线等问题，Transition一再推迟交付时间，卡尔在2013年、2014年两度来中国寻找合作者，他在中国的代理人——丝翼航空总裁张弩也陪同他四处奔走，以期获得第五轮融资的款项、可供量产的制造商或其他技术支持。

 

　　在张弩看来，飞行汽车有着广阔的前景，当城市道路成为巨大的停车场时，似乎只有离开地面才是真正的解决之道。“Transition不仅获得了美国联邦航空管理局关于轻型运动飞机的许可，还获得了美国国家公路交通安全管理局的认证。虽然在国内，走完这些流程、手续会非常困难，但我相信飞行汽车的社会效益将会非常好，我们也希望能够有合作者在这些方面提供帮助。”她说。

 

　　与卡尔·迪特里希的对话

 

　　《私人飞机》：您发明飞行汽车的初衷是什么？

 

　　卡尔：飞行汽车可以让人们掌控自己的出行时间表，能够更快、更安全地到达目的地，比目前的日常出行更加有效率，我认为它拥有巨大的社会潜力。

 

　　《私人飞机》：何时飞行汽车能够大规模量产？它的售价是多少？现在有多少订单？

 

　　卡尔：Transition目前拥有100架订单，我们将在2016年的第二季度交付第一批产品，其基本价格为27.9万美元（约合173万元人民币）。

 

　　《私人飞机》：Transition如何保证它的安全性能？

 

　　卡尔：Transition具有全球卫星定位系统、电子计算机自控系统以及卫星控制技术等高端科技装备，驾驶员无须掌握像飞机飞行员那样的高难驾驶技术。但在驾驶Transition之前需要有20小时以上的飞行训练。

 

　　新一代产品中的计算机还可以帮用户从数据网络中规划一条合适的飞行路径，以规避其他空中飞行器和障碍。用户只需要练习并掌握何时何地安全起降，对紧急情况做出反应，在紧急情况下，只需知道如何拉动手柄开启降落伞系统等基础知识即可。

 

　　《私人飞机》：哪些人会喜欢飞行汽车？

 

　　卡尔：我们这款飞行汽车的售价略低于传统的两座飞机，和法拉利等超跑持平，我想我们的客户有注重实用性的，因为Transition使用的是普通无铅汽油，能耗低且使用方便；另外还有客户是注重娱乐性的，驾驶飞行汽车相当酷炫。在一般情况下，我们的客户应该是喜好自由的，向往灵活、有趣产品的。

 

　　《私人飞机》：Transition需要在一条至少500米的跑道上起飞，这是它的限制所在，对这点如何改进？

 

　　卡尔：我们的下一代产品——TF-X是一款可以垂直起飞和降落的车辆，它所能应用的地点将更为广泛。但是飞机垂直起降时需要大量的空气来助推或缓冲，动力气流会对周边的汽车造成破坏，所以TF-X起降大致需要网球场般大小的地方。另外，TF-X还要实现电和燃油的混合动力驱动以及实现智能自动驾驶等。TF-X大约需要8~10年的研发。

 

　　Transition的问题标签

 

　　噪音：Transition采用飞机的噪音标准，无法达到汽车般的环保性和舒适性。

 

　　起降跑道：美国联邦航空管理局规定其必须在通航机场起降，在美国除了个别州，均对飞机的起降地点有限制，更不用提中国了。而且，Transition尽管卖点之一是解决拥堵问题，但跑道长度的限制注定这是一项不可能完成的任务。

 

　　证件与牌照：在中国，Transition必须具有飞机牌照和汽车牌照，遵从两种产品的市场管理，驾驶者也必须拥有飞机驾驶牌照和汽车驾驶牌照。在政府监管层面，这还是一项空白，一切需等2016年产品量产之后才能确定。