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现在飞机只能用航空发动机吗?能不能用电机代替,未来的战机有没有可能会不烧油?

作者:Anita 发布时间: 2022-02-12 20:13:51

简介:】现在飞机只能用航空发动机吗?能不能用电机代替,未来的战机有没有可能会不烧油?
在讨论这个有趣的话题之前,我们首先有一个前提,即电池的储能不再成为问题,比如与航空煤油具有相同

现在飞机只能用航空发动机吗?能不能用电机代替,未来的战机有没有可能会不烧油?

在讨论这个有趣的话题之前,我们首先有一个前提,即电池的储能不再成为问题,比如与航空煤油具有相同的质量/能量比,否则就没法讨论了,因为以现代电池储能比例,飞机上电能就意味着连支线客机的航程都达不到,根本就不用讨论什么越洋或者军用飞机了!

其实电动飞机早就已经问世,但这并不意味着替代和普及,因为到现在为止仍然只是试验性质,但很多朋友肯定具有石油能源耗尽的恐惧症,咱就不放来探讨下,如果石油无法再作为燃料出现,电真的能取代燃油成为未来飞行器的能源吗?

一、飞行器的发动机能被电动机取代吗?

现代飞行器的动力方式有两种,一种是螺旋桨,另一种是喷气式,但对飞行器提供的作用是一样的,都是提供向前推进的动力,但工作方式有些不一样,比如螺旋桨:活塞式、涡轴或者渦桨等,喷气式则是涡轮喷气或者涡轮风扇甚至是可变涵道的高性能战斗机发动机与亚燃冲压和超燃冲压发动机等

涡轴发动机结构图

涡扇发动机结构图

从原理上来取代并不是没有可能,甚至用螺旋桨的可以直接取代,而喷气式以及冲压发动机的就难以替代了,尽管电动机可以设计成涵道风扇类型,但无论如何它都是一台螺旋桨的发动机,排气速度是有限的,转速过高的情况下气流容易分离(桨尖超音速),此时效率急剧下降,简单的说螺旋桨飞机飞不快,推力可以解决,但排气速度与涵道比无法解决,因此如果燃料用油耗尽的话,未来就只能用慢悠悠的螺旋桨发动机了!

二、电真的无法替代燃油成为未来飞行器的能源吗?

其实也未必,只是局限于我们现在的条件有限困难!那么从哪些方面可以解决这个这个问题呢?

1.离子发动机

对于离子发动机大家也不陌生,因为现代航天器中已经有很多姿态调控以及推进等都使用了离子发动机,比如我国的新一代通讯卫星平台就将使用离子发动机最为轨道维持的发动机,未来的火星载人探测等都少不了它的身影!但它的应用是局限在微推力的真空中使用,在地面大气环境中能使用吗?比如直接电离空气再在电场加速的条件下实现推进!

理论上实现空气电离推进是可能的,但空气成分比较复杂,各种气体的电离条件并不一致,而且还含有很多杂质,对于当前的科技条件来说仍然具有相当大的难度,但未来也许技术会有进步,可以达到空气离子发动机的条件!

比如普罗米修斯飞船使用的能在大气层中工作的离子发动机!

2.全新体制的空间或者反引力发动机

这种就纯属是脑洞了,以当前的科技来说即使从理论上都无法实现,但这并不代表未来不能实现,比如利用扭曲空间的曲速发动机在大气层中的应用,或者直接以反引力的条件出现,后者倒是有点可能,因为传说中的EMDRIVER有些部分达到类似的条件!

尽管据说NASA已经获得了比较正面的研究结果,我国的西工大也早在2008年就介入研究,但后来并无确切的消息表明存在实际的推力!简单的说现在还不太靠谱!

比如实现《全面回忆》中的飞行汽车反重力效果!

当然无论是那种方式,未来的电动飞机都有一个有点,即再也无需为燃油消耗改变质量分布而调整飞行器的重心,使用电能的飞行器也将先得更加环保,如果能实现反重力的话可能还是无声无息的,这对于生活在机场周围的朋友们绝对是个好消息!

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