陳根：電動汽車才剛落地，電動飛機就來了_風聞

文/陳根

從萊特兄弟1903年發明了第一架飛機到如今電動航空的悄然而至，航空業已經走過輝煌的百年。如今伴隨着科技的不斷進步及人類環保意識的不斷增強，航空業正從燃油時代向電動時代演進。

當前，電動飛機正在快速發展，並呈現出蓬勃生機及巨大的市場前景，電動航空因其諸多優勢，已成為世界航空領域發展的前沿熱點。

**近日，我國一個科研團隊展示了一種微波等離子體推進器的原型，**在實驗室條件下，能夠在地球大氣層中工作，併產生推力，其效率可與現代客機上的噴氣式發動機相媲美。

這種新設計由武漢大學工業科學研究院的一個團隊構思並製造，通過電離空氣產生低温等離子體，通過空氣壓縮機將其吹到管子上。等離子體在管子上升的過程中，會被強大的微波擊中，使等離子體中的離子劇烈搖晃，使其與其他非離子化的原子相撞，並使等離子體的温度和壓力大大增加，因而產生巨大的推力。

秘密的一部分是在扁平化的波導上，微波是通過它發射的。由一個1kW、2.45Gh的磁控管產生的微波，在接近等離子體管時，微波被送入波導，被壓縮到一半的高度。這樣做是為了增強其電場強度，並儘可能多地給等離子體傳遞熱量和壓力。

研究人員注意到，在保持壓縮機的氣流穩定的情況下，當微波功率增加時，管內的火焰射流似乎會延長。他們開始嘗試測量產生了多少推力，但事實證明這很困難，因為千度的等離子體射流會破壞普通的氣壓計。

於是，研究人員將一個空心鋼球放在管子的頂部，在管子的頂部裝入較小的鋼珠以改變其重量。在一定的重量下，推力會抵消拉着鋼珠的引力，並開始將其從管子上抬起，使其移動和跳躍，研究人員利用這些測量結果，減去空氣壓縮機的推力，計算出他們的新的等離子體推進器的推力有多大。

他們在一定的功率和空氣流量範圍內進行了測試，儘管測量技術有些笨拙，但他們發現推進推力與微波功率和空氣流量之間存在線性關係。從能效層面來看，其推力為11N（400W、每小時空氣流量1.45 立方米），這意味着其推力效率為28 N / kW 。假設其性能是線性增長的，那團隊預估特斯拉 Model S 的電池可輸出 310 kW 的功率（換算成推力就是 8500 N）。

通過比較，空客E-Fan電動飛機使用了一對30千瓦的電動管道式風扇，合起來能產生1500N的推力。這意味着推力效率為25N/kW，與該實驗室組裝的第一架原型機相比，推力效率並不高。研究人員説，這個推力效率已經 “可以與商業飛機噴氣式發動機的推力效率相媲美。”

電動飛機相比於傳統飛機，使用電動力推進系統代替內燃機動力，從而獲得了很多優點和獨特品質。最突出的優點是節能環保，效率高能耗低，同時實現接近零排放，噪聲和振動水平很低，乘坐舒適性好，是名符其實的 環境友好飛機。

此外，還具有安全可靠（不會發生爆炸和燃料泄漏）、結構簡單、操作使用簡便、維修性好／費用低、經濟性好等特點。

但目前，各類電動飛機發展面臨的許多技術層面的挑戰。包括電動力推進系統關鍵性能指標低、技術不成熟、重量過大，僅能滿足電動飛機的最低使用要求等。此外，電動力推進系統實用性、安全性和可靠性還有待提高。

這是一個有趣而新穎的等離子推進器設計，如果事實證明它的可擴展性和效率能達到對飛機標準的水平，它將推動零排放電動航空的新興領域發展。電動飛機革命已來，電動航空將大有可為。