未來誰將可能引領通用飛機技能的革命性展開？在環境友好、高效節能、結構簡化方面，電動飛機或許是最好的答案。最近十多年，各類電動飛機研發展開敏捷，小型鋰電池電動無人機已被廣泛運用，產品化有人鋰電池飛機正在開發中，有人太陽能電動飛機現已開端分階段舉世飛翔。本文將首要介紹取得突破性展開的鋰電池和太陽能兩種電動飛機。

電動飛機是指選用電動力體系、以電能作為推進動力的飛機。因為運用電動力體系代替內燃機動力，因而該類飛機獨具許多長處——其間最杰出的是節能環保和高功率，電動飛機可以完結接近零排放，是名符其實的環境友好飛機。電動飛機還具有安全可靠（不會發生爆炸和燃料走漏）、結構簡略、操作和修理簡便等特點，此外在規劃和運用中也有許多優勢：規劃上整體布局靈敏，可選用最佳布局和非慣例立異布局；運用中噪聲和振蕩水平較低，乘坐舒適。一些具有超凡功能的電動飛機，還可以滿意特別用處飛翔的需求。

純電動飛機依據其電動力體系的不同，可以分為太陽能、蓄電池（現在首要是鋰離子電池）和燃料電池電動飛機三種。每種類型的電動飛機又可分為有人駕馭和無人駕馭兩類。現在，有人駕馭鋰電池飛機應用較廣，首要用作私家飛機和文娛飛翔，在功能進步后也被用作飛翔訓練和商務旅行等用處。

鋰電池電動飛機

電動飛機實在的展開端于上世紀70時代，曩昔十年中，有多達20～30項鋰電池電動飛機技能研討和驗證機項目試驗成功。現在，鋰電池電動飛機處于技能研討驗證向商業化機型開發的過渡階段，在各類電動飛機中，鋰電池電動飛機有望最早取得商業成功，未來可能成為有用化電動飛機的主流機型。

斯洛文尼亞蝙蝠飛機公司的“ 電動金牛座”

鋰電池電動飛機由初期簡略的動力傘或超輕型動力滑翔機展開而來，演化成了兩座輕型運動飛機。運用電動力后，飛機的飛翔功能有了大幅進步，續航時刻從數十分鐘進步到了2小時以上，航程增大而且速度也有所提高，根本能滿意文娛飛翔等一般運用要求。現在驗證成功并正在開發的產品型鋰電池電動飛機項目有斯洛文尼亞蝙蝠飛機公司（Pipistrel）的“電動金牛座”（Taurus Electro）、我國昊翔電能運動科技公司的E-430、E-Spyder和遼寧通航研討院的“銳翔”以及空客集團的E-Fan。

“電動金牛座”

斯洛文尼亞蝙蝠飛機公司研發的“電動金牛座”并排雙座電動力滑翔機，氣動功能優異，滑翔比達41∶1。機體選用全復合資料結構，配備有可收放動力設備體系以及整機降落傘體系，其鋰聚合物電池安置在駕馭艙后邊的動力艙內。飛機的根本技能數據：翼展14.97米，機長7.27米，機高1.41米；最大起飛分量450千克，空重322千克；最大飛翔高度2000米，在特定高度飛翔時其運用本錢僅為0.7美元/小時。

E-430和E-Spyder

我國昊翔依托其母公司在世界級模型飛機和相關范疇的規劃出產優勢，聘請了德國和意大利專家并與斯圖加特大學翻開協作，于2005年左右開端開發電動力飛機。作為昊翔公司最具代表性的產品，E-430在2010年頭完結初次載客飛翔后，被稱為世界上第一款商業化出產的電動飛機，然后成為創始電動力飛翔時代的前鋒機型之一。E-430贏得電動飛機范疇的數項世界科技大獎，例如布里特保險規劃博物館獎和美國EAA 最佳電動力飛機獎等。

我國昊翔的E-430

E-430選用近似動力滑翔機的外形規劃，高度流線形低阻機身使飛翔能耗降到最低。機頭設備的動力體系首要包含電動機和三葉復合資料螺旋槳。機翼為共同的V形尾翼和懸臂式上單翼，翼型和機翼形狀的規劃具有高氣動功能，全機滑翔比到達25∶1。起落架為典型板簧式結構，整機選用全復合資料，具有結構簡略、功率高、分量輕等長處。E-430飛機飛翔不耗費燃油，因而簡直不產生任何污染。螺旋槳驅動電機上僅有2個運動部件（軸承），因而可靠性和修理性非常好，優化規劃后的螺旋槳使得飛機噪聲低、振蕩輕，修理確保的作業量也很小。飛機的經濟性杰出，例如充電時刻3小時的費用僅為5美元。E-430飛翔時刻可到達1.5～3小時（依據構型改變而不同），根本能滿意用戶的航程要求。現在，飛機現已過了德國適航認證，為了進一步促進其在世界市場上的出售，昊翔公司活躍與美國聯邦航空局（FAA）和美國試驗和資料協會（ASTM）協作，推進兩者出臺電動力輕型運動飛機的適航規范。

E-430飛機根本技能數據：座位數為2座，翼展13.8米，機長6.98米，機高2.65米；空重171.5千克 /255千克（包含蓄電池），規范起飛分量430千克；最大平飛速度150千米/小時，巡航速度95千米/小時，滑翔比24∶1；規范續航時刻2小時（1個蓄電池組），最大續航時刻3小時（2個蓄電池組）。

此外，昊翔公司與飛翔之星公司（Flightstar）協作，開發了超輕型飛機的電動力改型——E-Spyder單座鋰電池電動飛機。其動力設備為一臺20千瓦的電機和兩個蓄電池組，代替了本來的兩沖程活塞發動機，飛機具有40分鐘的續航時刻，于2009年7月在美國EAA進行了展示。

“銳翔”

遼寧通用航空研討院一向以電動飛機技能為研討要點，約從2011年開端研發“銳翔”（RX-1E）鋰電池電動飛機。“銳翔”是國內第一個正式請求類型合格審定的電動輕型運動飛機。2012年11月，首架樣機在珠海航展上展示，2013年原型機成功首飛。“銳翔”雙座電動輕型飛機選用高效氣動外形規劃，具有杰出的升阻特性，機翼規劃為大展弦比上單翼，層流翼型，T形尾翼。起落架為固定前三點式，機體為全復合資料，選用碳纖維面板和泡沫夾芯結構，動力設備為一臺SinetonA37k154稀土永磁同步電機。

飛機根本技能數據：翼展14.5米，機長6.6米，最大起飛分量 480千克，最大巡航速度150千米/小時，規劃航程148千米，有用升限1600米，續航時刻40分鐘。

空客集團公司（原EADS）高度重視電動飛機和電力推進體系的前沿航空技能，展開了很多立異研討，其間在電動飛機和未來概念飛機研發范疇最重要的項目是E-Fan鋰電池電動飛機。

空客的E-fan

E-Fan飛機項目在2011年巴黎航展上建議，作為空客立異工廠與其他公司協作的首款四發全電動飛機Cri-Cri的接連，空客對E-Fan項目整體擔任，并擔任辦理動力的體系和數據辦理，其他作業由多家協作伙伴承擔。E-Fan飛機的研發發明了最短研發時刻紀錄，其規劃從2011年末開端，2012年10月完結技能驗證機的規劃評定，2013年展示驗證機樣機，2014年4月空客立異工廠展示E-Fan電動飛機并發布E-Fan 2.0和4.0出產型展開計劃。2014年E-FAN首飛并參加了7月份的范堡羅航展。

E-Fan是全新概念的電動飛機，也是第一款專門規劃的電動教練機。現在世界上簡直所有電動飛機均運用已有的慣例動力飛機進行改裝，而E-Fan從一開端就專門針對電力推進體系進行氣動力規劃。E-Fan選用串列雙座中單翼布局，以及共同的后機身兩邊安置涵道電扇發動機規劃。大展弦比機翼具有雜亂外形,可取得高氣動功能。因為動力設備設備在機身的中線鄰近，因而具有較好的單發飛翔操縱性。能量辦理體系可以主動操作悉數電氣體系部件，然后簡化了體系的監測和操控，下降了飛翔員的作業負荷，使駕馭飛機的飛翔教員和學員可以集中精力于訓練使命。E-FAN全機選用先進全復合資料結構，另外，它的起落架體系也做了重要立異，可以削減日常運用中的能量耗費。

E-Fan的續航時刻為45分鐘至1小時，其鋰電池可在1小時內完結充電，也可經過快速體系更換。兩座的E-Fan飛機適用于履行根底飛翔練習、滑翔牽引以及特技飛翔使命，可以完結1小時飛翔練習或30分鐘特技飛翔。E-Fan還可以大幅下降飛翔員的訓練本錢，其每小時飛翔本錢僅為2歐元左右，而傳統的教練機每小時燃油本錢為36～46歐元。

E-Fan的系列化展開機型E-Fan 2.0和4.0進行了多項嚴重更改，除去發動機的根本規劃外簡直均是全新規劃。E-Fan 2.0為并排雙座教練機，選用全電動力體系，運用鋰電池電源；E-Fan 4.0是2.0的加長四座型飛機，選用混合動力體系，增加一臺內燃機，運用內燃機發電機體系給鋰電池組供電，然后增大續航時刻。E-Fan 4.0首要面向私家飛機用戶和通航沙龍用戶，也可用作教練機。空客和協作伙伴計劃使E-Fan系列化飛機2017年末開端執役，到時將成為世界第一款按照世界適航規范規劃并完結批量出產的全電動飛機。

太陽能電動飛機

太陽能電動飛機是以太陽輻射作為推進動力的飛機，動力設備一般由太陽能電池組、直流電動機、減速器、螺旋槳和操控設備組成。為了能鋪設很多的太陽能電池來取得滿足飛翔能量，太陽能飛機的機翼面積都比較大。現在世界上最有目共睹的有人太陽能電動飛機項目是美國太陽能飛翔公司（Solar Flight Inc.）的“尋日器（Sunseeker）”系列和瑞士的“陽光動力（Solar Impulse）”，這兩種太陽能飛機均運用了各種先進技能，技能水平和飛機功能都到達了新的高度。

“尋日器”Ⅱ和“尋日器”DUO

太陽能飛翔公司2000年在對“尋日器”飛機改善的根底上展開出“尋日器”Ⅱ飛機。“尋日器”Ⅱ的機翼進行了全新規劃，更改了平面形狀并增大面積以設備更多的新一代太陽電池，此外還選用了新的高功率太陽電池銜接技能。其駕馭艙的規劃可以減輕長時刻飛翔疲勞，并配有氧氣體系以有利于高空飛翔。其蓄電池在飛機起飛和爬高階段供給輔佐動力，電能可確保飛機飛到1000米高度。蓄電池接通后電量在15分鐘內會被耗費光，但約90分鐘內可再次充滿電。運用太陽能時，飛機的速度可以到達64千米/小時，運用蓄電池時，速度高到可以進行文娛飛翔，低到可以翻開座艙蓋飛翔。

“尋日器”Ⅱ的飛翔方法類似于階梯漸進式。首要，運用太陽能電池和蓄電池爬高至2000米高度，之后僅依托太陽能便能堅持平飛，此刻電機可以關閉并運用太陽電池為蓄電池充電，不到2小時蓄電池充滿電后飛機可以向另一個2000米高度爬高。在夏日經過這種方法飛機可以上升到6212米高度，正午時分飛機平飛可以到達4～5小時。遇到云層時，運用蓄電池電能可驅動飛機爬高到云層之上，這樣就能避開惡劣氣候，在氣流平穩、太陽光足夠的高空飛翔。

“尋日器”Ⅱ飛機自2002年進行初次展示以來，現已飛翔60屢次，據稱多于任何其他太陽能飛機的飛翔次數。2009年4月，“尋日器”Ⅱ飛機在德國通用航空展上展出，榮獲“E-flight”獎。 同年，還完結了太陽能有人駕馭電動力飛機初次飛越阿爾卑斯山，并發明了6214米的最大飛翔高度紀錄，“尋日器”Ⅱ飛機也因而取得當年的世界飛翔大會（Air Games）試驗類飛機最高榮譽獎。2010年6到7月，“尋日器”Ⅱ飛機進行了橫跨歐洲飛翔，展示了飛機的杰出運用功能，標志著有人駕馭太陽能電動飛機向有用化又邁進了一步。

“尋日器”DUO是“尋日器”Ⅱ的延伸類型，是世界第一款雙座有人駕馭太陽能電動飛機，2009年開端研發，2013年12月完結首飛，2014年5月初次完結載客飛翔。現在“尋日器”DUO飛機正在進行一系列飛翔試驗，預期將完結接連飛翔12小時。

“陽光動力”

“陽光動力”項目由瑞士神經學醫師、探險家伯特蘭?皮卡德（Bertrand Piccard）建議，瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）等多家研討組織供給技能支持，是世界上第一款具有晝夜接連飛翔才干的有人駕馭太陽能飛機。為了宣傳節能環保，推進可再生動力的開發和運用，“陽光動力”飛機進行了多項歷史性創紀錄飛翔，并將完結橫跨美國大陸和跨大西洋、太平洋的分階段舉世飛翔。

“陽光動力”項目正式命名于2003年下半年，爾后伯特蘭?皮卡德成立了陽光動力公司展開飛機的研發作業。2003年末舉世飛翔太陽能飛機的開端計劃出臺，“陽光動力”飛機項目正式建議，伯特蘭作為項目總擔任人，領導飛機研發、尋覓協作伙伴、征集資金等作業。工程師、飛翔員和辦理專家安德烈?博爾施博格（Andre Borschberg）擔任CEO，擔任建立技能團隊和監督飛機制作。兩人同時仍是“陽光動力”飛機的試飛員和駕馭員。“陽光動力”飛機研發團隊調集了歐洲很多技能資源，團隊成員均為航空技能范疇相關專業的專家，有著杰出的才干和協作精力，此外，還得到了100多位專家參謀和數家世界知名企業和組織的鼎力支持。

美國太陽能飛翔公司 “尋日器”

“陽光動力”號飛機共有兩架，分別為用于驗證晝夜接連飛翔技能的單座型技能驗證機——“陽光動力”1號和雙座型創紀錄飛翔飛機——“陽光動力”2號。“陽光動力”1號于2009年年中完結制作并進行初次地上高速滑跑試驗；2010年完結首飛并完結了晝夜接連飛翔26小時等飛翔驗證試驗；2012年年中完結了橫跨歐洲和非洲總航程6000千米的飛翔；2013年中，完結分段橫跨美國大陸的飛翔。“陽光動力”2號于2013年完結制作，2014年6月成功首飛，繼續進行一系列后續試驗后，估計將于2015年開端分階段舉世飛翔。

“陽光動力”1號的飛翔是晝夜接連式的。鋰聚合物電池作為電能存儲設備，晝間飛翔時將太陽能電池陣列的充裕電能儲存起來，夜間飛翔時為電機供電。因為蓄電池存儲的電能有限，還選用了電能轉化成勢能的方法，即白日運用充裕電能推進飛機爬高到較高高度，夜間飛翔時，逐漸下降飛翔高度，將勢能轉化成動能，使飛機堅持空中飛翔。

2004-2006年是“陽光動力”1號飛機研發的概念展開階段，規劃計劃在此期間定型，開始的計劃首要包含雙發布局、卵形駕馭艙四發布局和一體式機身四發布局三種，經過屢次調整和優化后，終究斷定了一體式機身外形和布局。2007年，開端進行具體規劃和原型機試制，連續研發出了各種結構工程試驗件、飛機體系設備和地上飛翔模仿器，并進行了很多的試驗和測驗，包含結構強度檢測、動力體系（電機-螺旋槳、鋰-聚合物電池、操控體系、吊艙結構等）試驗，以及全機振蕩試驗等。

“陽光動力”1號橫跨美國飛翔

“陽光動力”飛機的規劃和制作面對了史無前例的技能應戰，為此，研發團隊首要研發出了一架單座型技能驗證飛機進行全面的技能驗證，特別是夜間飛翔技能的驗證。飛機夜間飛翔時為了避開航線上的云層區域，需求選用彎曲彎曲的飛翔道路，因而飛翔方法更為雜亂。2005年到2008年間，驗證機在實在氣候狀況下進行屢次模仿飛翔，用于評估其整個夜間的飛翔才干。“陽光動力”1號技能驗證原型機，用于完結36小時空中接連飛翔，選用了非增壓座艙規劃，2009年年中完結制作，2010年4月完結初次高高度飛翔，飛機憑仗蓄電池電能飛到了1200米高度，飛翔時刻87分鐘。同年5月，初次徹底運用太陽能電池動力飛翔，飛翔過程中太陽能電池還向蓄電池充電，爾后，在進行26小時接連飛翔試驗時初次完結晝夜太陽能循環。

“陽光動力”1號飛機的研發和試驗花費了近百名專家7年的時刻，期間，取得了很多名貴的立異經歷，從開始的概念構想到各項使命的順利完結，均完結了巨大技能進步。在此之后，研發團隊又開發出了雙座型“陽光動力”2號，用于履行超長續航時刻飛翔使命，包含橫跨美洲大陸和大西洋，以及分段舉世飛翔。

“陽光動力”2號可完結舉世飛翔，其首要特點是尺度加大，運用增壓座艙和更先進的航電體系。2013年制作完結，計劃2015年分階段完結舉世飛翔。

“陽光動力”2號的規劃方針是可以完結5晝夜接連飛翔，因而相對于“陽光動力”1號進行了很多規劃變化，機翼及動力艙布局全面更改，起落架、駕馭艙和機身也大幅度改善。“陽光動力”2號全機分量2300千克，整機結構分量功率到達一般滑翔機的十倍，而且內部有滿足大的空間。其機身為全碳纖維復合資料加蜂窩夾芯結構，所用碳纖維薄板資料密度只要一般打印紙的1/3。機翼上外表蒙皮內封裝太陽能電池板，下外表選用高強度柔性蒙皮。機翼具有杰出的剛度和氣動外形，翼展72米，超越波音747大型客機。鋰電池體系運用高密度泡沫絕緣體包覆，設備在四個動力艙內。再加上單晶硅太陽能電池，電池總重約為全機分量的四分之一。四臺電機設備在翼下動力艙內，經過減速器驅動雙葉螺旋槳。整個體系功率94%，到達創紀錄的水平。

“陽光動力”2號的飛翔速度規模為36～140 千米/小時，與小汽車大致適當。為了存儲能量，飛機在晝間爬高到8500米高度，夜間下降到1500米高度。全機24小時飛翔平均功率為15馬力，與一輛摩托車適當。駕馭艙的規劃確保單人接連飛翔5～6個晝夜，可以習慣外界環境-40°C～40° C的溫度規模。駕馭艙容積3.8立方米，可載有氧氣瓶組、降落傘、救生筏，以及一周的飲食供給等。

研發“陽光動力”飛機面對極大的技能應戰，許多技能難題是世界航空歷史上史無前例的。研發團隊憑仗開拓立異、探究未知范疇的精力，超越技能極限，獨辟蹊徑發明性地找到最佳解決計劃，使飛機研發一步一步走向成功。

“陽光動力”項目歷時12年，預算9800萬美元，完結的作業包含：可行性研討、計劃研討、規劃和構件制作、2架飛機（1架單座驗證機和1架雙座創紀錄飛翔飛機）制作等。擔任和參加項目的共有50名工程師和技能人員，80家協作伙伴，100多家參謀和供給商。瑞士聯邦技能學院作為官方科學參謀，供給了各種研發才干極為強壯的頂級試驗室。此外，歐洲航天局（SEA）、達索飛機公司和世界航空運輸協會也供給了技能支持。因為在開發“陽光動力”太陽能飛機方面的杰出貢獻，特蘭?皮卡德和安德烈?博爾施博格以及整個飛機研發立異團隊都贏得了世界社會頒發的高度榮譽。2009年，伯特蘭和安德烈被頒發布倫瑞克獎（Brunswick Prize），該獎用于贊譽對經濟和社會做出杰出貢獻的科學家。2010年1月，職業航空和航天記者協會頒發了他們伊卡洛斯獎（Icarus Award）。

等待“陽光動力”2號完結舉世飛翔的壯舉，推進太陽能電動飛機技能到達更高的高度！

關于我們：我國化學與物理電源職業協會(China Industrial Association of Power Sources，縮寫CIAPS) 是由電池職業企（事）業單位自愿組成的全國性、職業性、非營利性的社會組織，主管部門為工業和信息化部。協會成立于1989年12月，現有400多家會員單位,下設堿性蓄電池與新式化學電源分會、酸性蓄電池分會、鋰電池分會、太陽能光伏分會、干電池作業委員會、電源配件分會、移動電源分會和儲能應用分會等八個分支組織。

本會專業規模包含：鉛酸蓄電池、鎘鎳蓄電池、氫鎳蓄電池、鋅錳堿錳電池、鋰一次電池、鋰離子和鋰聚合物電池、太陽電池、燃料電池、鋅銀電池、熱電池、超級電容器、溫差發電器及其他各種新式電池，以及各類電池用原資料、零配件、出產設備、測驗儀器和電池辦理體系等。