圖1：德國(guó)制造的Extra全特技飛機(jī)（arstechnica 攝）
電動(dòng)汽車的性能非常強(qiáng)大，比如特斯拉Model S P90D，它只需要2.8秒就可以加速到每小時(shí)60英里，這些我們已經(jīng)見慣不慣，對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，電動(dòng)飛機(jī)倒是鮮有耳聞?，F(xiàn)在為電動(dòng)飛機(jī)開發(fā)傳動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)開始引起一些企業(yè)的注意。
11月25日，一架德國(guó)制造的Extra全特技飛機(jī)從丁斯拉肯（Dinslaken）起飛，只用了4分22秒，電動(dòng)飛機(jī)就爬升到9842英尺（3000米）。Extra打破了之前的紀(jì)錄，2014年電動(dòng)飛機(jī)爬升到3000米用了5分32秒。一些分析人士預(yù)測(cè)，2030年之前將會(huì)出現(xiàn)可以搭載最多100名乘客的電動(dòng)短程客機(jī)。
這樣的飛機(jī)和純粹的電動(dòng)汽車可能不太一樣。飛機(jī)是混合機(jī)型，類似于雪佛蘭Volt汽車。Volt既有電力發(fā)動(dòng)機(jī)，它可以為車輪提供動(dòng)力，同時(shí)又可以作為發(fā)電機(jī)使用，用汽油引擎驅(qū)動(dòng)。混合動(dòng)力電動(dòng)飛機(jī)可能會(huì)用電力發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳或者管式風(fēng)扇，用燃汽渦輪發(fā)電。
要達(dá)成目標(biāo)，必須制造出重量更輕、尺寸合理的電力發(fā)動(dòng)機(jī)，它的動(dòng)力必須比現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)更強(qiáng)大。波音、空客正在開發(fā)動(dòng)力重量比更加出色的發(fā)動(dòng)機(jī)。德國(guó)西門子也在做同樣的事，它還是領(lǐng)先者。2015年，西門子發(fā)布了SP260D電力發(fā)動(dòng)機(jī)，重量只有50千克，可以生成260千瓦（348馬力）動(dòng)力，它的動(dòng)力重量比相當(dāng)于每千克5千瓦。
西門子eAircraft主管富蘭克林 安通（Frank Anton）表示：“這是新的世界紀(jì)錄，產(chǎn)業(yè)內(nèi)使用的電力發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力重量比每千克只有1千瓦，汽車產(chǎn)業(yè)最好也不會(huì)超過(guò)每千克2千瓦?！?/p>
的確讓人印象深刻，不過(guò)要進(jìn)一步改進(jìn)電力航空技術(shù)，西門子需要測(cè)試平臺(tái)。Extra的誕生正是為了完成這一使命！
圖2：德國(guó)制造的Extra全特技飛機(jī)飛到空中（arstechnica 攝）
如果你在電視上或者現(xiàn)場(chǎng)觀看過(guò)紅牛航空大賽，可能已經(jīng)見到過(guò)Extra小型螺旋槳特技飛機(jī)，看到它快速穿過(guò)地面上空50英尺處的賽道。德國(guó)飛行員Walter Extra于上世紀(jì)80年代創(chuàng)辦了Extra公司，他自己開發(fā)了一架飛機(jī)參加世界特技飛行錦標(biāo)賽。后來(lái)，他們開發(fā)了許多超敏捷、低機(jī)翼單翼飛機(jī)，參加世界特技飛行錦標(biāo)賽和紅牛航空大賽，贏了許多獎(jiǎng)項(xiàng)。
2015年，西門子開始與Walter Extra合作，用他的一架飛機(jī)開發(fā)電力發(fā)動(dòng)機(jī)。原因很簡(jiǎn)單，高性能特技飛機(jī)的運(yùn)營(yíng)成本比較劃算，得到了適航當(dāng)局的認(rèn)可，比如FAA，管狀晶格架構(gòu)使得飛機(jī)的組裝與修改很簡(jiǎn)單。特技飛機(jī)可以向三個(gè)方向快速加速前進(jìn)，挑戰(zhàn)傳動(dòng)系統(tǒng)的極限，承受很大的壓力，西門子可以借機(jī)驗(yàn)證電力引擎的性能和可靠性。
評(píng)估完設(shè)計(jì)之后，西門子與Extra決定將電力傳動(dòng)系統(tǒng)裝進(jìn)一架Extra兩座330LX飛機(jī)，這是一款全特技10G兩座飛機(jī)，安裝315馬力水平對(duì)置6氣缸Lycoming AEIO-580-B1A引擎。在引擎的原位置，團(tuán)隊(duì)放進(jìn)了西門子SP260D電力發(fā)動(dòng)機(jī)和換流器，以及斯洛維尼亞Pipistrel制造的電池。飛機(jī)用德國(guó)MT生產(chǎn)的三葉螺旋槳推進(jìn)。
SP260D重量只有50千克，因?yàn)樗怯贸p掐絲鋁合金組件制造的，電池重量只有150千克，加在一起的重量與Lycoming相應(yīng)組件的重量差不多。最終，330LE的總重量約為997千克，比傳統(tǒng)330飛機(jī)重了318千克。
圖3：德國(guó)制造的Extra全特技飛機(jī)電池組件（arstechnica 攝）
今年6月，Walter Extra首次駕駛330LE飛機(jī)升上天空。在后來(lái)的飛行過(guò)程中，系統(tǒng)的功能得到驗(yàn)證，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、電池冷卻技術(shù)。在電動(dòng)模式下，330LE可以在天空飛行不到20分鐘。雖然它有充足的時(shí)間刷新紀(jì)錄，但是SP260D在最大性能下續(xù)航只有5分鐘，也就是剛破紀(jì)錄就沒(méi)電了。
談到330LE時(shí)Walter Extra表示，飛機(jī)沒(méi)有安裝內(nèi)燃機(jī)引擎，飛行時(shí)幾乎沒(méi)有聲音。Extra刷新了國(guó)際航空聯(lián)合會(huì)C-1b級(jí)飛機(jī)的紀(jì)錄，該類飛機(jī)的重量介于500-1000千克。之前這一級(jí)別飛機(jī)的最快爬升紀(jì)錄是BohannonB-1創(chuàng)造的，1999年，BohannonB-1只用了2分20秒爬升到3000米高空，不過(guò)BohannonB-1是一架修改版RV-4飛機(jī)，安裝LycomingIO-540引擎。
很顯然，電力傳動(dòng)系統(tǒng)還有差距，它必須奮力追趕，電力傳動(dòng)系統(tǒng)必須生成10兆瓦的動(dòng)力，只有這樣才能讓電力大型客機(jī)飛翔。電動(dòng)飛機(jī)還要克服高空的溫度與壓力問(wèn)題，工程師正在努力，讓電動(dòng)飛機(jī)更實(shí)用。