NASA第一架電動飛機首飛在即，有哪些點值得你關注？_風聞

　　詹士 發自 凹非寺

　　量子位 | 公眾號 QbitAI

　　NASA第一架電動飛機，即將上天。

　　這架飛機名為Maxwell X-57，是NASA第一架全電動機型。

　　△ X-57試驗機，拍攝於NASA阿姆斯特朗飛行研究中心

　　根據工程師的設計，該飛機動力放棄了航空燃料，完全來自商用可充電鋰離子電池驅動電動機，這在業內挑戰性極高。

　　為配合供能系統，團隊又將傳統的兩個大型發動機設計，變成了——14個小型發動機均勻分佈在機翼兩側。這是該飛機的又一大挑戰性特徵。

　　該項目副首席研究員Nick Borer表示：

　　我們試圖做一件雄心勃勃的事情，新型機身和新發動機設計均不常見，這兩方面都是極具挑戰性的工作。

　　根據IEEE Spectrum最新曝光，Maxwell X-57首飛時間定於2023年春夏。

　　一旦成功，意味着NASA在電動航空領域邁出第一步，考慮到20世紀後半葉NASA曾創下航空領域諸多歷史性紀錄，這也是其再次發力航空領域，捍衞技術領導地位的關鍵標誌。

　　△ Maxwell X-57概念圖

　　更值得關注的是，該項目其實背後充滿坎坷，歷時7年，資金快耗盡下，連螺旋槳都砍了大半。

　　NASA第一架電動飛機

　　先來認識一下此次首飛的主角，Maxwell X-57。

　　外觀上，該電動飛機由一架意大利Tecnam P2006T飛機改裝而成，機翼略作縮小。

　　核心參數方面，該飛機可搭載2人，翼展10米，重約1.36噸。設計參數顯示，其巡航速度277公里/小時，可飛行距離為160公里。

　　再看能源方面，飛機電能來自可充電的鋰離子電池，分為兩個400磅電池包，放置於機艙內。

　　動力上，這架電動飛機設計也可謂獨樹一幟。

　　根據X-57最終設計，其動力來自機翼前部的12個小型電動螺旋槳，均勻分佈在兩側，此外，機翼兩端還加裝了尺寸較大的發動機，用於抵消末端渦流帶來的阻力。

　　從最終設計圖能看到，X-57擁有14台螺旋槳。

　　這一設計主要是為了讓飛機更高效利用能源，小螺旋槳本身及外形設計可在飛行時提供更多上升力量。在飛機達到一定高度後，小螺旋槳將停止工作。

　　需要注意的是，上述設計並非Maxwell X-57的最終形態。

　　從實地拍攝的照片能看出，其原本設計的14台發動機被取消，X-57螺旋槳只有2台，分佈於機翼下方，靠近機身。

　　這背後原因，與該項目坎坷的設計研發歷程有關。

　　官宣至今已過去7年

　　Maxwell X-57項目官宣於2016年6月。

　　NASA局長查爾斯・博爾登在演講中，將X-57項目稱為——未來10年航空新計劃的關鍵組成部分，旨在研發先進技術減少化石燃料使用與排放，降低飛行噪音。

　　取得成果後，他們會將這些技術推向市場。除了這架小型X-57，NASA還同時宣佈將生產5架大型X系列飛機。

　　NASA在航空方面的發力並非一時興起。早在1946年，其前身美國國家航空諮詢委員會（NACA）就研發成功時速達1600km/h的X-1試驗機，動力依靠火箭發動機。

　　此後，NASA的X系列飛機多次刷新各項世界紀錄。

　　此番X-57，是X系列時隔20年來新產品，也可看作NASA在數字時代面向未來，捍衞航空領域技術領導地位的組成部分。

　　但在具體落地中，X-57遭遇波折不少。

　　項目本計劃2017年就首飛，但由於反覆設計修改，電池過熱隱患等問題，測試一再延期。這當中，維持高電壓和功率輸出難度也超出項目組想象，他們還需要迭代升級防電子干擾的組件。

　　由於所使用的晶體管無法承受飛行中的震動及温度，他們又不斷尋找解決方案，直到採用了新一代碳化硅MOSFET模塊，才解決問題。

　　項目拖到2019年，飛機地面測試才開始進行，隨之而來的疫情又導致飛行測試安排被打亂。

　　最終項目因資金不足，項目後期規劃已經無法完成，最終，即將首飛的飛機仍為2台螺旋槳。

　　面對此種境況，相關業內人仍然認為，他們做的事很有意義。

　　電動航空業諮詢公司SMG創始人Sergio Cecutta認為，X系列飛機的研發本就是做前所未有的事，這當中有曲折屬正常，但X-57已為行業奠定了基礎，從這個角度看，這是個成功的項目。

　　另值得一提的是，儘管目前小型飛機都在探索電動化，但航空業很多人認為，目前純電動飛機距離商用落地還有很大距離，其關鍵問題在於——電池無法支撐大型寬體客機進行數千公里的飛行。

　　參考鏈接：

　　[1]https://spectrum.ieee.org/electric-aviation-nasa-maxwell-x57

　　[2]https://www.nasa.gov/specials/X57/

　　[3]https://en.wikipedia.org/wiki/NASA_X-57_Maxwell

　　[4]https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/x-57-litho-print-v4.pdf