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　　2021年10月1日，美國國家航空航天局（NASA）宣布以2.534億美元獎勵合同的方式選擇了兩家美國公司來支持其電動動力系統(tǒng)飛行演示（EPFD），該項(xiàng)目將通過地面和飛行演示使電動飛機(jī)推進(jìn)（EAP）技術(shù)迅速成熟。通過EPFD項(xiàng)目，NASA尋求在不晚于2035年將電動飛機(jī)推進(jìn)技術(shù)引入美國的航空機(jī)隊，支持短程和區(qū)域商業(yè)航空旅行。

　　其中通用電氣航空（GE Aviation）獲得1.79億美元，而致力于航空電動機(jī)技術(shù)的MagniX獲得的合同價值為7430萬美元。

　　MagniX此前曾推出了兩款航空電力推進(jìn)裝置，Magni350和Magni650，輸出功率分別為350kW和650kW。

　　MagniX在2019年將一架德哈維蘭 Beaver水上飛機(jī)進(jìn)行了電動化改造，并在2020年試飛了一架全電動化改造的Cessna 208B“大篷車”飛機(jī)。

　　2021年8月，DHL從Eviation公司訂購12架全電動的Alice飛機(jī)，計劃2024年開始交付，而Alice裝配的正是Magni650。

　　NASA是公認(rèn)的世界范圍內(nèi)航空航天研究的權(quán)威機(jī)構(gòu)，其涉足的領(lǐng)域一直是人類科技探索的前沿。在人類社會達(dá)成以減少碳排放來控制全球變暖的環(huán)保共識的大背景下，NASA加快電動飛機(jī)推進(jìn)技術(shù)迅速成熟的舉措，無疑昭示了一個技術(shù)發(fā)展的方向。而在航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域占據(jù)絕對市場份額優(yōu)勢的GE Aviation也從事電動飛機(jī)推進(jìn)技術(shù)的研究，則更令人們對這項(xiàng)技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用充滿期待。

資本關(guān)注

　　資本在電動飛機(jī)領(lǐng)域的表現(xiàn)同樣令人關(guān)注，據(jù)2021年12月15日在湖北宜昌舉辦的國際電動航空論壇上透露的信息：

　　今年全球范圍內(nèi)電動航空單筆額度超過3000萬人民幣的融資超過25起，涉及約20個項(xiàng)目;其中融資額1000萬美元以上的21起，涉及17個項(xiàng)目;融資5000萬美元以上的也有11個項(xiàng)目，出人意料的是融資1億美元以上的居然還有9個，甚至這9個之中還有3個是兩個月內(nèi)相繼在紐交所和納斯達(dá)克上市的。

　　在今年全球電動航空項(xiàng)目融資浪潮中，中國的表現(xiàn)同樣非常搶眼，不到6個月時間里有5個項(xiàng)目獲得融資，其中最引人注目的是9~10月有三個項(xiàng)目相繼獲得大額融資：

　　時的科技獲得1000萬美元種子(+)輪融資，峰飛航空獲得1億美元A輪融資，小鵬匯天獲得5億美元A輪融資。

　　小鵬匯天創(chuàng)始人兼CEO趙德力在此次的宜昌論壇上發(fā)言：飛行汽車，我們更傾向于定義它是“會飛的汽車”，而不是“可以當(dāng)車開的飛機(jī)”。全球通航飛機(jī)每年銷量只有4000架左右，但是汽車每年是8000萬到1億輛，其中百萬級的豪車有100~200萬的銷量，如果飛行汽車能吃到1~2%的份額，空間也非常大了。用造車的概念去做eVTOL（電動垂直起降），才能破圈，支撐起一個公司數(shù)百億的銷售額。

　　小鵬匯天的趙總講的顯然是一個資本聽的懂的故事，如果只是一個年產(chǎn)數(shù)千架通用飛機(jī)的市場，肯定吸引不到資本的眼球。但即便是將eVTOL僅僅聚焦在小眾的“豪車”市場，是不是就一定現(xiàn)實(shí)可行呢？

　　好比汽車在公路上行駛要遵守交規(guī)以及服從交警的指揮一樣，飛行器在空中飛行并非“天高任鳥飛”，飛機(jī)的商業(yè)飛行有固定的航路和起降場地，而且也必須遵循空中交通管理規(guī)則，只不過在飛機(jī)中的乘客沒有那么明顯的感覺而已。

　　各級政府主管部門對電動飛機(jī)這種新事物持積極的鼓勵和扶植態(tài)度，但是否就能形成一套針對eVTOL切實(shí)可行的運(yùn)行管理體系還任重而道遠(yuǎn)，不僅僅是中國，其它國家同樣面臨類似的問題。因此，雖然有資本的追捧，eVTOL最終能否形成一個完整的產(chǎn)業(yè)集群還值得進(jìn)一步的觀察。

電動飛機(jī)推進(jìn)技術(shù)

　　仔細(xì)分析NASA對電動動力系統(tǒng)飛行演示（EPFD）項(xiàng)目的定義，就會發(fā)現(xiàn)NASA在電動飛機(jī)推進(jìn)技術(shù)成熟化的這個項(xiàng)目上已經(jīng)考慮了它的應(yīng)用場景：

　　“電動動力系統(tǒng)飛行演示項(xiàng)目正在與美國工業(yè)界和學(xué)術(shù)界合作，以確定和測試使飛機(jī)由兆瓦級動力系統(tǒng)推動的技術(shù)，這將支持使用單通道運(yùn)輸機(jī)為短程和區(qū)域市場服務(wù)的商業(yè)航空旅行”。

　　所以，筆者認(rèn)為現(xiàn)有飛機(jī)的電動化改造以及基于現(xiàn)有民航運(yùn)行體系的電動飛機(jī)的研制應(yīng)該是電動飛機(jī)的現(xiàn)實(shí)發(fā)展方向，尤其是對于中國的航空工業(yè)。

　　中國航空工業(yè)的一個明顯短板就是航空發(fā)動機(jī)，雖然軍機(jī)可以由國產(chǎn)發(fā)動機(jī)提供動力，但在民機(jī)領(lǐng)域完全是清一色的國外發(fā)動機(jī)，所有民機(jī)選裝的各式發(fā)動機(jī)均是GE、RR、PW、CFM等公司的產(chǎn)品。即使中國商飛研制的號稱具有完全知識產(chǎn)權(quán)的ARJ21和C919飛機(jī)也是選裝GE的CF34-10A和CFM的LEAP發(fā)動機(jī)。

　　2016年國務(wù)院印發(fā)《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》，將航空發(fā)動機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)列入我國面向2030年要部署的與國家戰(zhàn)略長遠(yuǎn)發(fā)展和人民生活緊密相關(guān)的科技創(chuàng)新重大項(xiàng)目。但這個行業(yè)被國際巨頭把持多年，要想取得一絲一毫的進(jìn)展，不僅要取得關(guān)鍵技術(shù)上的突破，而且更要突破專利、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等帶來的商業(yè)壁壘，作為追趕者，要想完成對領(lǐng)先者的“超越”，其難度之大可以想象。

　　電動機(jī)是在工業(yè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用的技術(shù)，NASA支持電動動力系統(tǒng)飛行演示要達(dá)到的目的是使電動飛機(jī)推進(jìn)技術(shù)“迅速成熟”，而非發(fā)展一個全新技術(shù)。電動機(jī)這一領(lǐng)域中國與先進(jìn)國家的差距并不大，在某些方面我們甚至還有自己領(lǐng)先的技術(shù)，將這些技術(shù)應(yīng)用于電動飛機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)，有希望實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動機(jī)的“彎道超車”。也許無法替代大推力的渦扇航空發(fā)動機(jī)，但取代渦槳發(fā)動機(jī)作為中小型客、貨運(yùn)飛機(jī)的動力裝置是完全有可能的，并且有著廣闊的商業(yè)應(yīng)用場景。

　　影響電動飛機(jī)的另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)就是電池，由于飛行器對重量有著極其嚴(yán)苛的要求，因此目前在電動汽車上得以廣泛應(yīng)用的鋰電池對于飛機(jī)的長航時飛行還存在明顯的不足。能量存儲是新能源行業(yè)面臨的共性問題，期待儲能技術(shù)的突破能夠?yàn)榘ê娇赵趦?nèi)的所有能源依賴行業(yè)帶來革命性的改變。

應(yīng)用場景

　　按照目前的技術(shù)水平以及可能的商業(yè)應(yīng)用，電動飛機(jī)比較現(xiàn)實(shí)的切入點(diǎn)是在通用航空領(lǐng)域找到合適的應(yīng)用場景。

　　熟悉通用航空的人都知道，通航的應(yīng)用范圍很廣，除了公共航空運(yùn)輸以外的航空飛行都可以歸類為通用航空。但為什么以從事工業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)和建筑業(yè)的作業(yè)類通用航空整體上仍是慘淡經(jīng)營呢？說到底，通航的應(yīng)用雖廣，但大多數(shù)應(yīng)用形不成長期穩(wěn)定的商業(yè)運(yùn)營，更多情況下就是開著飛機(jī)“打短工”，通航企業(yè)的收入不穩(wěn)定，自然就談不上良性經(jīng)營。

　　另一方面，通航飛行器的運(yùn)行成本也是居高不下，其中航油、飛機(jī)/發(fā)動機(jī)的維修、飛機(jī)擁有成本等是主要的成本構(gòu)成因素，而且是通航企業(yè)自身難以控制的成本。不穩(wěn)定的業(yè)務(wù)和高企的成本形成負(fù)向循環(huán)，使得通航企業(yè)的市場運(yùn)營難上加難。

　　而相比傳統(tǒng)的燃油航空發(fā)動機(jī)，電動飛機(jī)推進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢是可以大幅降低能源消耗成本和維護(hù)維修成本。根據(jù)MagniX的評估，對于10名乘客、100英里（161千米）的飛行，原有飛機(jī)大致要消耗400美元的燃油，而電動機(jī)的消耗僅12美元；相比燃油發(fā)動機(jī)，Magni500電動機(jī)僅有1個活動部件，其磨損和故障大大降低。由此，電動機(jī)取代燃油發(fā)動機(jī)可以顯著改善飛行器的運(yùn)行成本，使得通航企業(yè)更具競爭力。如果考慮碳稅對航空企業(yè)成本的影響，電動飛機(jī)的成本優(yōu)勢還將進(jìn)一步擴(kuò)大。

　　影響通航發(fā)展的制約因素很多，不可能在短期內(nèi)“畢其功于一役”來解決所有的問題，即使不對現(xiàn)有的民航運(yùn)行體系進(jìn)行大的變動，僅就電動通航飛機(jī)以技術(shù)突破可以大幅降低通航飛機(jī)運(yùn)行成本而言，整個通航產(chǎn)業(yè)的面貌都將大為改觀，中國電動汽車產(chǎn)業(yè)近年來的蓬勃發(fā)展已經(jīng)為這種憧憬標(biāo)記了完美的注腳。

電動化改造

　　以中航哈爾濱飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司設(shè)計生產(chǎn)的Y12系列飛機(jī)為例，該系列飛機(jī)是一款取得FAA型號認(rèn)證的通用飛機(jī)。假設(shè)在此行飛機(jī)的基礎(chǔ)上，對其現(xiàn)有動力裝置進(jìn)行電動化改裝，如能取得成功，不僅可以形成真正具有完全知識產(chǎn)權(quán)的中國航空動力，擺脫對國外航空發(fā)動機(jī)的長期依賴，而且會以此型號為引領(lǐng)，帶動國內(nèi)電機(jī)、儲能等行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，進(jìn)一步完善航空產(chǎn)業(yè)鏈。

　　事實(shí)上，前文列舉的MagniX將一架德哈維蘭Beaver水上飛機(jī)進(jìn)行電動化改造，以及試飛一架全電動化改造的Cessna 208B“大篷車”飛機(jī)便是電動化改裝現(xiàn)有飛機(jī)型號的范例。

　　ZeroAvia是一家于2017年創(chuàng)立英國/美國的氫電飛機(jī)開發(fā)商，該公司于2021年12月14日和加拿大德哈維蘭飛機(jī)有限公司簽訂了一份諒解備忘錄，為德哈維蘭的飛機(jī)型號開發(fā)一個生產(chǎn)線和改裝計劃，在新飛機(jī)和在役飛機(jī)上使用氫電推進(jìn)系統(tǒng)。兩家公司打算共同為Dash 8-400飛機(jī)提供服務(wù)通告（SB），將ZeroAvia公司的氫電發(fā)動機(jī)作為新飛機(jī)的生產(chǎn)線選項(xiàng)，并為在役飛機(jī)開發(fā)一個OEM（原廠）批準(zhǔn)的改造計劃。

　　顯然，國外的新能源科技公司和飛機(jī)制造商聯(lián)手在走現(xiàn)有飛機(jī)型號電動化改裝的路子，與開發(fā)一種全新的電動飛機(jī)機(jī)型相比，改裝之路會大大縮短型號取證時間，使得成熟飛機(jī)型號的電動版能盡早投入商用，搶占市場先機(jī)。

總結(jié)

　　如標(biāo)題所示，本文是筆者對中國電動飛機(jī)發(fā)展的個人見解。如果從項(xiàng)目立項(xiàng)的角度，需要考慮和進(jìn)一步專業(yè)論證的因素還有很多，如電機(jī)在航空環(huán)境下的技術(shù)和安全特性，電機(jī)及儲能系統(tǒng)的取證，電動飛機(jī)運(yùn)行的成本量化分析，機(jī)場設(shè)施對電動飛機(jī)運(yùn)行的支持等。

　　希望通過此文“拋磚引玉”，吸引更多的企業(yè)和個人，乃至主管部門關(guān)注和重視電動飛機(jī)的發(fā)展趨勢，為中國航空工業(yè)找尋到一條趕超世界航空先進(jìn)水平的發(fā)展之路。

　　另外，進(jìn)一步研究MagniX和ZeroAvia這兩家高技術(shù)初創(chuàng)公司的例子也可以看出，資本不僅青睞eVTOL這樣的前沿概念，同樣也垂青傳統(tǒng)行業(yè)中的創(chuàng)新之舉。在中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新時代的大背景下，資本助力中國航空工業(yè)在新一輪技術(shù)革命浪潮中實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展也同樣大有可為。

　?。ㄌ貏e感謝原哈爾濱安博威飛機(jī)制造公司副總經(jīng)理蔣達(dá)先生，他具有豐富的飛機(jī)研發(fā)和生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)，為本文提供了許多寶貴意見。）

　　——作者簡介：苗勵剛，1992年畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)飛機(jī)系，曾先后在中航工業(yè)飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度研究所以及國內(nèi)多家航空公司工作，現(xiàn)供職于中國飛機(jī)租賃集團(tuán)控股有限公司（香港），任中國區(qū)銷售及市場部高級副總裁。

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