NASA研发电动喷射飞机(图)

发布 : 2019-10-17  来源 : 明报新闻网


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NASA希望电动飞机能够取代现有的喷射机,降低航空业的碳排量。(图/NASA)


【明报专讯】环保减碳愈来愈重要,不会排碳的电动机是比燃油发动机更好的选择,如今有了电动车、电动船,也在研发螺旋桨电动飞机与直升机,美国太空总署(NASA)正研究速度更快的喷射机电动化。

《今日宇宙》(Universe Today)报道,商业航空相当繁忙,造成的环境影响也颇为严重,据统计,航空飞机排放的温室气体,占总量的4%至9%(并且还在上升)。因此,NASA设想如何以电动喷射机来取代,他们正在与民间飞机公司合作开发,目前已经有初步设计,希望到2035年能够推出概念机,作为商用喷射飞机的替代方案。

NASA设计一种复合式导风扇,它的外观与喷气的发动机很相似,也有复合扇叶组来吸收气气,但是扇叶后方没有燃烧室,所以排出的推力不会像喷射发动机那么强大,因此,NASA还会在飞机的后方,再加上一部环绕整个机身的复合导风扇,来增加额外的推升力。

按理说,导风扇技术不算困难,就是马达带动风扇组即可,然而改造成客机使用的版本就是巨大的挑战,现在的电动螺旋桨飞机与电动直升机,都是用锂电池供电,但是在大型客机上电池完全不够力,只能用发电机供电才行,而且必须达到百万瓦的功率才足够,相当于一个社区的供电量。

NASA的高级飞行器计划(AAVP)表示,若要满足这种条件,必须有轻巧紧凑的变流器(Inverter)核心组件,变流器对电子推进系统至关重要,它的作用是将发电机产生的交流电(AC),转换高压直流电(DC)。不幸的是,现有的发电机、马达(电动机)与变流器都太大而笨重,无法安装在飞机上。

NASA正在研究如何将这些组件变得更轻、更小。

他们最近与通用电气(GE)签订了1200万美元的合约,看好通用电气的碳化矽(SiC)开发技术,NASA相信先进碳化矽制作的变流器,大小不超过手提箱,能够有效转换百万瓦的电能。

碳化矽具有高工作温度、高电压和高功率的处理能力,这些优势能够使工程师设计出尺寸更小、重量更轻,而且功率输出更大的电子电力元件。

NASA葛伦研究中心(NASA’s Glenn Research Center)的空气动力-电力推进计划(Hybrid Gas-Electric Propulsion subproject)主管艾米.扬科夫斯基(Amy Jankovsky)说:「随著材料和电子电力技术的最新进展,我们有了足够的科技来克服发展节能电气化飞机将面临的挑战,在这个工作中,高性能的变流器是关键一步。」