美國宇航局的小型電動飛機將在2022年春季進行首次飛行

美國宇航局（NASA）的第一架電動飛機正在準備起飛。在過去的五年裡，NASA的一個小型工程師團隊一直在努力改造一架意大利Tecnam P2006T飛機，使其只靠電池動力運行。以19世紀蘇格蘭物理學家James Clerk Maxwell命名的 X-57 Maxwell，最近在加州愛德華茲的阿姆斯特朗飛行研究中心開始進行高電壓功能性地面測試，並準備在2022年春季進行首次飛行。

這次飛行將標誌着NASA的一個重要里程碑，該機構已被美國總統喬·拜登責成將更多的資源集中在減少氣候變化的影響上。

NASA局長比爾·納爾遜上周參觀了阿姆斯特朗飛行研究中心，在那裡他近距離地看到了這架小小的雙座飛機。在接受The Verge採訪時，納爾遜表示，支撐X-57的技術將對航空業的去碳化努力至關重要。

“他們正在準備飛行這個，”納爾遜說。“而且它是第一架全電動（飛機）的驗證機。”

在概念形式上，X-57有一個獨特的外觀。高長寬比的機翼比典型的飛機機翼要窄得多，內有12個帶螺旋槳的電動馬達以幫助提升，末端有兩個較大的發動機以幫助巡航。當不使用時，12個較小的發動機會摺疊起來以幫助減少阻力。NASA預計X-57的航程大約為100英里，巡航速度為172英里/小時。它還將有大約40分鐘的最大飛行時間。

但在現實中，電機尚未安裝，X-57看起來仍然像一個在任何機場都可能看到的普通輕型飛機。納爾遜說，原型機將很快”變形”為美國宇航局在2016年首次披露的飛機形象。而從那裡開始，該團隊將建立一個混合版本，既可以用電也可以用燃油。

“所有這些都是為了減少我們對化石燃料的依賴，減少污染，並保持成本合理，”他說。

阻礙電動航空的主要障礙之一是電池的重量。能量密度–電池中儲存的能量–是關鍵指標，而今天的電池不包含足夠的能量讓大多數飛機離開地面並持續飛行超過幾百英里。阿姆斯特朗飛行研究中心的首席研究員Sean Clark說，X-57的研究飛行需要大約800磅的電池。X-57團隊開發的創新之一是一個安裝包，它可以在能量耗盡后吸收失效的電池單元，這有助於防止整個電池組的失效。這種實驗性的安裝包已經被商業化，並被NASA的承包商使用。”你必須為故障做好準備，”Clark說。

大多數從事電動飛機研究的公司說，他們的原型機將對城市內的短途旅行有用，比如從曼哈頓下城到肯尼迪機場。納爾遜說，這些空中出租車可以證明對減少城市道路的地面擁堵量很有用。

“你可以有短途飛機……在相距不遠的城市之間，”他說。”然而，你甚至可以在像洛杉磯這樣的大城市擁有城內的飛機，從洛杉磯的一個地方出發，把乘客帶到另一個地方，避免在高速公路上出現四點鐘的交通堵塞。”

航空業只產生了全球碳排放的大約2%。但是，消除飛行中的噪音和污染的努力正在以各種方式進行。弄清楚如何用重型鋰離子電池替換噴氣燃料一直是一個巨大的癥結–NASA的科學家和工程師團隊認為這是一個非常適合解決的問題。

“我們要認真地嘗試拯救地球嗎？”納爾遜說。”有很多其他的東西污染更嚴重，即燃煤電廠。但事實是我們必須在它們身上下功夫。”

Clark說，NASA已經在電池技術方面取得了巨大的進步，這將有助於飛機實現升力和維持巡航高度。NASA說，X-57團隊對電池技術的開發，以及將能量儲存打包到機身上放上發動機，都是很有價值的，同時還找出了一個在飛行中對電池和發動機進行”健康檢查”的過程。

這些細節正在公布，並與航空界分享，以幫助告知他們自己的努力。Clark說：“甚至在第一次飛行之前，我們就能夠幫助支持這個新行業，並啟動這項新技術。”

對於電動飛機來說，現在仍然是早期，但開發原型的公司已經進行了他們自己的試飛。NASA希望這是一條雙向的道路：你與我們分享數據，我們也會分享我們的學習成果。

上個月，NASA與最近上市的北加州公司Joby Aviation啟動了電動垂直起降（eVTOL）飛機的試飛。該機構正在密切監測飛機的聲音特徵，以了解它與直升機和其他燃氣動力車輛相比有多好。eVTOL公司的一個主要賣點是，這些飛機的噪音明顯低於直升機，因此更適合在人口密集地區上空飛行。

試飛是NASA的一項全國性活動的一部分，目的是觀察這些實驗性飛機的運行情況並收集數據。Joby公司成立於2009年，是第一家參與NASA先進空中機動性（AAM）全國運動的eVTOL公司。

Clark表示，NASA正在從Joby公司獲得數據，作為交換，該公司已經向X-57項目提供了部件，如其電動馬達。如果這種合作繼續取得成果，人們可能會發現自己比他們想象的更快地乘坐電動飛機拂過。

Clark說：“我們支持這個行業，並使Joby和其他機身製造商能夠獲得這種技術，這一點真的很重要，以使這些飛機更容易被飛行者所接受。”