美国宇航局的小型电动飞机将在2022年春季进行首次飞行

美国宇航局(NASA)的第一架电动飞机正在准备起飞。在过去的五年里,NASA的一个小型工程师团队一直在努力改造一架意大利Tecnam P2006T飞机,使其只靠电池动力运行。以19世纪苏格兰物理学家James Clerk Maxwell命名的 X-57 Maxwell,最近在加州爱德华兹的阿姆斯特朗飞行研究中心开始进行高电压功能性地面测试,并准备在2022年春季进行首次飞行。

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这次飞行将标志着NASA的一个重要里程碑,该机构已被美国总统乔·拜登责成将更多的资源集中在减少气候变化的影响上。

NASA局长比尔·纳尔逊上周参观了阿姆斯特朗飞行研究中心,在那里他近距离地看到了这架小小的双座飞机。在接受The Verge采访时,纳尔逊表示,支撑X-57的技术将对航空业的去碳化努力至关重要。

“他们正在准备飞行这个,”纳尔逊说。“而且它是第一架全电动(飞机)的验证机。”

在概念形式上,X-57有一个独特的外观。高长宽比的机翼比典型的飞机机翼要窄得多,内有12个带螺旋桨的电动马达以帮助提升,末端有两个较大的发动机以帮助巡航。当不使用时,12个较小的发动机会折叠起来以帮助减少阻力。NASA预计X-57的航程大约为100英里,巡航速度为172英里/小时。它还将有大约40分钟的最大飞行时间。

但在现实中,电机尚未安装,X-57看起来仍然像一个在任何机场都可能看到的普通轻型飞机。纳尔逊说,原型机将很快"变形"为美国宇航局在2016年首次披露的飞机形象。而从那里开始,该团队将建立一个混合版本,既可以用电也可以用燃油。

"所有这些都是为了减少我们对化石燃料的依赖,减少污染,并保持成本合理,"他说。

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阻碍电动航空的主要障碍之一是电池的重量。能量密度--电池中储存的能量--是关键指标,而今天的电池不包含足够的能量让大多数飞机离开地面并持续飞行超过几百英里。阿姆斯特朗飞行研究中心的首席研究员Sean Clark说,X-57的研究飞行需要大约800磅的电池。X-57团队开发的创新之一是一个安装包,它可以在能量耗尽后吸收失效的电池单元,这有助于防止整个电池组的失效。这种实验性的安装包已经被商业化,并被NASA的承包商使用。"你必须为故障做好准备,"Clark说。

大多数从事电动飞机研究的公司说,他们的原型机将对城市内的短途旅行有用,比如从曼哈顿下城到肯尼迪机场。纳尔逊说,这些空中出租车可以证明对减少城市道路的地面拥堵量很有用。

"你可以有短途飞机......在相距不远的城市之间,"他说。"然而,你甚至可以在像洛杉矶这样的大城市拥有城内的飞机,从洛杉矶的一个地方出发,把乘客带到另一个地方,避免在高速公路上出现四点钟的交通堵塞。"

航空业只产生了全球碳排放的大约2%。但是,消除飞行中的噪音和污染的努力正在以各种方式进行。弄清楚如何用重型锂离子电池替换喷气燃料一直是一个巨大的症结--NASA的科学家和工程师团队认为这是一个非常适合解决的问题。

"我们要认真地尝试拯救地球吗?"纳尔逊说。"有很多其他的东西污染更严重,即燃煤电厂。但事实是我们必须在它们身上下功夫。"

Clark说,NASA已经在电池技术方面取得了巨大的进步,这将有助于飞机实现升力和维持巡航高度。NASA说,X-57团队对电池技术的开发,以及将能量储存打包到机身上放上发动机,都是很有价值的,同时还找出了一个在飞行中对电池和发动机进行"健康检查"的过程。

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这些细节正在公布,并与航空界分享,以帮助告知他们自己的努力。Clark说:“甚至在第一次飞行之前,我们就能够帮助支持这个新行业,并启动这项新技术。”

对于电动飞机来说,现在仍然是早期,但开发原型的公司已经进行了他们自己的试飞。NASA希望这是一条双向的道路:你与我们分享数据,我们也会分享我们的学习成果。

上个月,NASA与最近上市的北加州公司Joby Aviation启动了电动垂直起降(eVTOL)飞机的试飞。该机构正在密切监测飞机的声音特征,以了解它与直升机和其他燃气动力车辆相比有多好。eVTOL公司的一个主要卖点是,这些飞机的噪音明显低于直升机,因此更适合在人口密集地区上空飞行。

试飞是NASA的一项全国性活动的一部分,目的是观察这些实验性飞机的运行情况并收集数据。Joby公司成立于2009年,是第一家参与NASA先进空中机动性(AAM)全国运动的eVTOL公司。

Clark表示,NASA正在从Joby公司获得数据,作为交换,该公司已经向X-57项目提供了部件,如其电动马达。如果这种合作继续取得成果,人们可能会发现自己比他们想象的更快地乘坐电动飞机拂过。

Clark说:“我们支持这个行业,并使Joby和其他机身制造商能够获得这种技术,这一点真的很重要,以使这些飞机更容易被飞行者所接受。”

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