航空飛行產(chǎn)生的尾氣，是地球上增長速度最快的污染源。隨著全球氣候變暖和環(huán)境污染加重，對航空業(yè)低碳發(fā)展的呼聲越來越高。如今，電動汽車已經(jīng)走入尋常百姓家，飛機是否也該“換個飛法”？在此背景下，多國研制新能源飛機的熱情被點燃了。
目前，在新能源飛機領(lǐng)域，研究最多的是太陽能飛機。因為高空中，太陽能利用比地面更具優(yōu)勢。2012年5月24日，世界最大的太陽能飛機“太陽驅(qū)動”號升空，開始洲際首航。就像它的名字一樣，“太陽驅(qū)動”號在飛行過程中不使用任何燃油，完全由太陽能所產(chǎn)生的電力驅(qū)動，這是人類利用清潔能源的一次具有歷史意義的創(chuàng)舉，奏響了新能源飛機暢想曲。目前，德國、美國等許多國家都已研制出太陽能飛機。不過，太陽能飛機也有明顯的弱勢，比如體積龐大，翼展超60米的“太陽驅(qū)動”號卻只能載駕駛員一個人；再如材料昂貴，十幾項超輕材料架構(gòu)注定了造價不菲；此外，還要看老天臉色，要是天氣灰暗，或風力太大，起飛、降落就很成問題。
在去年亞洲通用航空展上，我國首款具有自主知識產(chǎn)權(quán)的電動雙座輕型飛機銳翔RX1E讓人眼前一亮，它的最大魅力是把新能源飛機的“體積”和“價格”都“拽”下來了。銳翔RX1E電動飛機以鋰電池為能源，采用全復(fù)合材料機體結(jié)構(gòu)，環(huán)保、靜音、零污染，而且具有操作簡易、可靠性高、運行成本低等優(yōu)點。其最大飛行速度遠超“太陽驅(qū)動”號，飛行成本僅為每分鐘0.3元，幾十萬元的整機價格相當親民。它是目前全球唯一取得型號設(shè)計批準證和生產(chǎn)許可證的電動輕型運動類飛機，已成為中國新能源飛機的一個亮麗招牌。
如今，“銳翔”已進入批量生產(chǎn)階段。飛機研發(fā)帶頭人、沈陽航空航天大學校長楊鳳田說，“研究傳統(tǒng)通用飛機，我們比歐美國家起步晚太多，只有研發(fā)新能源電動飛機，才有可能后來居上”。楊鳳田表示，隨著石墨烯、高性能復(fù)合材料、飛行器多學科優(yōu)化設(shè)計等材料和技術(shù)的快速突破，發(fā)展電動通用飛機已具備較為成熟的技術(shù)條件和最佳發(fā)展時機。“載客越多越有前景，我們正在研制純電動四座通用飛機，希望進一步助推綠色通航產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。”
探索永不會止步。據(jù)介紹，2010年，美國波音公司研制出世界上首架氫動力無人飛機，隨后，又開發(fā)出氫電池動力輕型載人飛機。氫燃料也是有名的潔凈能源，因為它燃燒后的產(chǎn)物只有水。目前，波音公司又開始研發(fā)核能飛機，利用激光小型裂變反應(yīng)堆替代現(xiàn)在的燃油渦輪發(fā)動機，不僅能實現(xiàn)更長距離的飛行，還能減少溫室氣體的排放。其他探索還有生物能源飛機等，如歐洲民航飛機制造公司開發(fā)出世界上首架利用海藻作為驅(qū)動燃料的飛機。英國、美國相繼研制生物燃料和石油混合驅(qū)動飛機。
雖然研究成果紛呈，純粹的新能源飛機至今還沒有一架大型客機誕生，多是在通用航空的“低空”領(lǐng)域里試來飛去，小型、民用是其主攻方向。究其原因，業(yè)內(nèi)專家表示，這和新能源的應(yīng)用短板有關(guān)：除投入成本高外，最大難題是儲存技術(shù)不足、能源利用率不高，限制了飛機的飛行條件和續(xù)航能力。目前，單晶硅電池是世界上技術(shù)最為成熟的太陽能電池，其轉(zhuǎn)換效率最高僅為23%，比傳統(tǒng)航空發(fā)動機熱效率要低得多。氫電池目前也僅能為小型飛機提供動力，大概20年后才有望用于大型商用客機。續(xù)航時間短、動能不足反過來制約了新能源飛機的載客量，這也是為什么當前新能源飛機多為無人機或只能容納幾個人的原因。
目前，新能源飛機已廣泛應(yīng)用在軍事偵察、民用通信、航拍航測、旅游觀光、安保巡查、農(nóng)林作業(yè)等重要領(lǐng)域。通用航空本身是一項大眾航空事業(yè)，在發(fā)達國家大眾參與率很高。隨著消費升級和制造成本的下降，新能源飛機飛入尋常百姓家不再遙遠。新能源飛機的加速研發(fā)無疑將成為未來航空業(yè)能源革命的主要趨勢之一，它的市場前景不可限量，出現(xiàn)新能源商用大型客機也是早晚的事情。
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