【簡(jiǎn)介:】現(xiàn)在飛機(jī)只能用航空發(fā)動(dòng)機(jī)嗎?能不能用電機(jī)代替,未來(lái)的戰(zhàn)機(jī)有沒(méi)有可能會(huì)不燒油?
在討論這個(gè)有趣的話題之前,我們首先有一個(gè)前提,即電池的儲(chǔ)能不再成為問(wèn)題,比如與航空煤油具有相同
現(xiàn)在飛機(jī)只能用航空發(fā)動(dòng)機(jī)嗎?能不能用電機(jī)代替,未來(lái)的戰(zhàn)機(jī)有沒(méi)有可能會(huì)不燒油?
在討論這個(gè)有趣的話題之前,我們首先有一個(gè)前提,即電池的儲(chǔ)能不再成為問(wèn)題,比如與航空煤油具有相同的質(zhì)量/能量比,否則就沒(méi)法討論了,因?yàn)橐袁F(xiàn)代電池儲(chǔ)能比例,飛機(jī)上電能就意味著連支線客機(jī)的航程都達(dá)不到,根本就不用討論什么越洋或者軍用飛機(jī)了!
其實(shí)電動(dòng)飛機(jī)早就已經(jīng)問(wèn)世,但這并不意味著替代和普及,因?yàn)榈浆F(xiàn)在為止仍然只是試驗(yàn)性質(zhì),但很多朋友肯定具有石油能源耗盡的恐懼癥,咱就不放來(lái)探討下,如果石油無(wú)法再作為燃料出現(xiàn),電真的能取代燃油成為未來(lái)飛行器的能源嗎?
一、飛行器的發(fā)動(dòng)機(jī)能被電動(dòng)機(jī)取代嗎?
現(xiàn)代飛行器的動(dòng)力方式有兩種,一種是螺旋槳,另一種是噴氣式,但對(duì)飛行器提供的作用是一樣的,都是提供向前推進(jìn)的動(dòng)力,但工作方式有些不一樣,比如螺旋槳:活塞式、渦軸或者渦槳等,噴氣式則是渦輪噴氣或者渦輪風(fēng)扇甚至是可變涵道的高性能戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)與亞燃沖壓和超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)等
渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖
渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖
從原理上來(lái)取代并不是沒(méi)有可能,甚至用螺旋槳的可以直接取代,而噴氣式以及沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的就難以替代了,盡管電動(dòng)機(jī)可以設(shè)計(jì)成涵道風(fēng)扇類(lèi)型,但無(wú)論如何它都是一臺(tái)螺旋槳的發(fā)動(dòng)機(jī),排氣速度是有限的,轉(zhuǎn)速過(guò)高的情況下氣流容易分離(槳尖超音速),此時(shí)效率急劇下降,簡(jiǎn)單的說(shuō)螺旋槳飛機(jī)飛不快,推力可以解決,但排氣速度與涵道比無(wú)法解決,因此如果燃料用油耗盡的話,未來(lái)就只能用慢悠悠的螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)了!
二、電真的無(wú)法替代燃油成為未來(lái)飛行器的能源嗎?
其實(shí)也未必,只是局限于我們現(xiàn)在的條件有限困難!那么從哪些方面可以解決這個(gè)這個(gè)問(wèn)題呢?
1.離子發(fā)動(dòng)機(jī)
對(duì)于離子發(fā)動(dòng)機(jī)大家也不陌生,因?yàn)楝F(xiàn)代航天器中已經(jīng)有很多姿態(tài)調(diào)控以及推進(jìn)等都使用了離子發(fā)動(dòng)機(jī),比如我國(guó)的新一代通訊衛(wèi)星平臺(tái)就將使用離子發(fā)動(dòng)機(jī)最為軌道維持的發(fā)動(dòng)機(jī),未來(lái)的火星載人探測(cè)等都少不了它的身影!但它的應(yīng)用是局限在微推力的真空中使用,在地面大氣環(huán)境中能使用嗎?比如直接電離空氣再在電場(chǎng)加速的條件下實(shí)現(xiàn)推進(jìn)!
理論上實(shí)現(xiàn)空氣電離推進(jìn)是可能的,但空氣成分比較復(fù)雜,各種氣體的電離條件并不一致,而且還含有很多雜質(zhì),對(duì)于當(dāng)前的科技條件來(lái)說(shuō)仍然具有相當(dāng)大的難度,但未來(lái)也許技術(shù)會(huì)有進(jìn)步,可以達(dá)到空氣離子發(fā)動(dòng)機(jī)的條件!
比如普羅米修斯飛船使用的能在大氣層中工作的離子發(fā)動(dòng)機(jī)!
2.全新體制的空間或者反引力發(fā)動(dòng)機(jī)
這種就純屬是腦洞了,以當(dāng)前的科技來(lái)說(shuō)即使從理論上都無(wú)法實(shí)現(xiàn),但這并不代表未來(lái)不能實(shí)現(xiàn),比如利用扭曲空間的曲速發(fā)動(dòng)機(jī)在大氣層中的應(yīng)用,或者直接以反引力的條件出現(xiàn),后者倒是有點(diǎn)可能,因?yàn)閭髡f(shuō)中的EMDRIVER有些部分達(dá)到類(lèi)似的條件!
盡管據(jù)說(shuō)NASA已經(jīng)獲得了比較正面的研究結(jié)果,我國(guó)的西工大也早在2008年就介入研究,但后來(lái)并無(wú)確切的消息表明存在實(shí)際的推力!簡(jiǎn)單的說(shuō)現(xiàn)在還不太靠譜!
比如實(shí)現(xiàn)《全面回憶》中的飛行汽車(chē)反重力效果!
當(dāng)然無(wú)論是那種方式,未來(lái)的電動(dòng)飛機(jī)都有一個(gè)有點(diǎn),即再也無(wú)需為燃油消耗改變質(zhì)量分布而調(diào)整飛行器的重心,使用電能的飛行器也將先得更加環(huán)保,如果能實(shí)現(xiàn)反重力的話可能還是無(wú)聲無(wú)息的,這對(duì)于生活在機(jī)場(chǎng)周?chē)呐笥褌兘^對(duì)是個(gè)好消息!