電動(dòng)飛機也能“習武”，未來(lái)軍用或可期

電動(dòng)飛機X-57

專(zhuān)家聊裝備

美國國家航空航天局(NASA)近日在位于加利福尼亞州愛(ài)德華茲的阿姆斯特朗飛行研究中心展示了實(shí)驗性電動(dòng)飛機X-57。據透露，這架電動(dòng)飛機離首次試飛還有至少一年的時(shí)間。NASA的目標是在2020年末駕駛這架飛機升空。

軍事專(zhuān)家文昌對科技日報記者科普道：“電驅動(dòng)是未來(lái)武器裝備的一個(gè)趨勢，也是飛機發(fā)展的一個(gè)趨勢。電驅動(dòng)的好處很多，如有利于能源的管理，可以高效地把電力分配給最需要的組件。這使得裝備在不影響控制的情況下，為未來(lái)安裝更強大的雷達、定向能武器留下了余地。”

提起電動(dòng)飛機就不能不提起全電飛機和多電飛機。全電飛機廣義上講，是指飛行控制系統與機載系統所需功率全部由飛機中央供電系統提供的飛機，不再從發(fā)動(dòng)機引氣，取消了液壓和氣壓系統等二次能源系統。狹義上講，全電飛機是指完全依靠電力飛行，不再采用傳統的燃氣發(fā)動(dòng)機作為動(dòng)力，而是利用某種電池，如燃料電池、太陽(yáng)能電池等提供電力驅動(dòng)的飛機。而多電飛機是實(shí)現全電飛機的中間產(chǎn)物，是指主要依靠電力飛行，但不排除使用部分其他能源的飛機。公開(kāi)資料顯示，F-35戰斗機、空客A380、波音787都屬于多電飛機。

廣義上的全電飛機類(lèi)似于目前“朱姆沃爾特”級驅逐艦采用的方式，即用發(fā)動(dòng)機帶動(dòng)發(fā)電機產(chǎn)生電力，然后用電力驅動(dòng)代替液壓驅動(dòng)、氣壓驅動(dòng)、機械驅動(dòng)。文昌介紹：“與‘朱姆沃爾特’級驅逐艦所采用的全電推進(jìn)不同，X-57則更徹底，使用電池提供電力驅動(dòng)飛機飛行，而不是用燃氣輪機驅動(dòng)發(fā)電機提供電力，是一款電動(dòng)全電飛機。當然，目前受限于電池技術(shù)的發(fā)展，X-57的功率要遠小于‘朱姆沃爾特’這樣的艦艇。”

目前，全電技術(shù)多見(jiàn)于小型旋翼無(wú)人機。如歐洲導彈集團(MBDA)公布了名為“幽靈”的無(wú)人機，是一種傾轉旋翼設計的電動(dòng)垂直起降無(wú)人機。根據MBDA公布的數據，“幽靈”的巡航速度為180公里/小時(shí)，巡航高度100米，作戰半徑超過(guò)10公里，飛行續航時(shí)間超過(guò)60分鐘。

“類(lèi)似X-57這樣的全電固定翼飛機還是近幾年剛剛興起的，可以肯定未來(lái)也是軍用飛機的一個(gè)方向，未來(lái)無(wú)論是有人還是無(wú)人固定翼飛機都可以在一些領(lǐng)域采用電動(dòng)全電技術(shù)。”文昌說(shuō)，X-57是一款輕型的通勤飛機，可以作為教練機、運動(dòng)飛機、私人飛機使用。這架飛機是由意大利制造的四座Tecnam P2006T改裝而成，原是一型雙發(fā)活塞式螺旋槳飛機。改裝后，它使用了14個(gè)電動(dòng)巡航馬達，由專(zhuān)門(mén)設計的鋰電池供電，而不是通常的航空內燃發(fā)動(dòng)機。

文昌表示，目前看電動(dòng)全電飛機有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，一是飛行過(guò)程中沒(méi)有碳排放，更加綠色環(huán)保，減少對燃油的依賴(lài)，降低費用;二是飛行噪音大幅降低，更加有利于飛機隱身性能的提升;三是能源轉換效率高，目前的飛機使用燃油，能源轉換效率低，而電池則會(huì )大幅提升能效比;四是可大幅減少飛機重量，降低飛機的復雜性，提高可靠性和可維修性。然而，當前制約電動(dòng)全電飛機發(fā)展的因素中，電池技術(shù)是最主要的。一是能量密度低，如果想提供足夠的電力，其重量體積也會(huì )非常大;二是電池性能受溫度影響大，飛機飛行在高空，環(huán)境溫度低，容易造成電力不足、續航下降。未來(lái)，隨著(zhù)電池技術(shù)的進(jìn)步，使用電池驅動(dòng)的全電飛機應該大有用武之地。而且，類(lèi)似于電動(dòng)汽車(chē)，電動(dòng)飛機結構相對簡(jiǎn)單，在技術(shù)上也不存在太大的技術(shù)門(mén)檻。

很多人關(guān)心，有人戰機上有類(lèi)似的研制計劃么?

其實(shí)，由于目前受限于電池技術(shù)的發(fā)展，還沒(méi)有任何一個(gè)國家公開(kāi)披露研制電動(dòng)式全電戰機的計劃。“不過(guò)，將傳統機械驅動(dòng)的部件，逐步更換為電機驅動(dòng)的部件，已經(jīng)成為武器裝備研制的一個(gè)方向。”文昌指出，英國前不久提出要研制電動(dòng)坦克，現在電動(dòng)飛機又浮出水面?？梢钥隙?，未來(lái)武器裝備的電動(dòng)化，應該是大方向。特別是在無(wú)人領(lǐng)域，目前在輕型、低速的無(wú)人裝備上，全電技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應用。