當電池驅動的飛機和直升機起飛時，電動馬達低沉的嗚咽聲可能很快就會在天空中與轟鳴的渦輪風扇一較高下。
隨著新技術和市場需求的融合推動發展，飛機正在成為電動汽車的新前沿。更高能量密度的電池、更輕的元件和更高效的電力電子裝置正在使插電式飛機成為現實的前景。關於溫室氣體排放稅和更嚴格的噪音法規的討論，促使工程師們將目光投向活塞和渦輪機之外。
此外，電動飛機已經開始取得令人矚目的成果。電動汽車開發商奇普·耶茨兩週前創造了載人電動飛機時速 202.6 英里的速度記錄。在莫哈韋沙漠上空進行的 16 分鐘飛行打破了之前 175 英里的電動速度記錄。
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去年，Pipistrel USA 憑藉一架電動飛機贏得了 NASA 的綠色飛行挑戰賽，該飛機飛行了 200 英里，燃油當量效率為每加侖 403.5 客英里，這是燃油效率除以乘客人數得出的。航空顧問兼試飛員帕斯卡爾·克雷蒂安去年 8 月建造並駕駛了第一架載人電動直升機。
為什麼飛機大膽邁向汽車行業多年來一直涉足的領域花費了這麼長時間？
市場研究和諮詢公司 IDTechEx 的董事長彼得·哈羅普表示，航空業對新技術持保守態度，這源於文化以及法規。IDTechEx 上個月釋出了一份關於整個行業電動航空狀況的主要報告。
該報告詳細介紹了從飛艇到無人機的電氣技術發展。哈羅普表示，大部分進展是由高燃油價格和市場競爭推動的，尤其是在民用航空領域。
波音和空客注意到
儘管目前只有小型公司和企業家在製造全電動飛機，但波音公司和空中客車公司等大型製造商正在研究如何將飛機運營的部分環節電氣化，因為對更大、更快、更遠的需求讓位於更便宜、更安靜、更環保的需求。“我們正處於轉折點，”哈羅普說。
一個例子是商用飛機上的輔助動力裝置。該裝置通常位於尾部，是一個發電機，在飛機在地面上時為飛機供電，併為啟動主發動機提供動力。它通常依靠小型渦輪機執行，但航空公司製造商正在開發電池和燃料電池輔助動力裝置，以減少排放並減少地面上的燃料消耗。
另一個目標是將飛機在地面上的移動電氣化。大多數飛機都使用發動機的推力滑行。在低速時，這非常低效；一架客機上的噴氣發動機可以使用 5 兆瓦的能量，但據哈羅普稱，一個相當的電力驅動系統將使用 2 千瓦的能量，同時不會產生汙染和最小的噪音。
波音和空客正在試驗電動起落架，這種起落架允許飛機自行轉彎、滑行和倒車，而無需卡車將飛機從登機口推出。這些系統還可以整合再生制動，從而使減速著陸飛機產生的能量可以為電池充電。
一些小眾航空應用也在尋求用電子代替碳氫化合物。哈羅普指出，電動飛機可以用作飛行員的教練機，因為飛機的運營成本低廉，而且教練機很少冒險遠到足以測試航程限制。
國防承包商也在追求電動動力系統，以製造具有最小熱特徵的更隱蔽的無人機。它們也可以透過光伏面板在飛行中充電。
機械結構更簡單的直升機？
電氣化還可以提供安全優勢。混合動力推進可以幫助延長緊急情況下的飛行時間。電動動力系統在機械結構上也更簡單，因為電機可以直接驅動螺旋槳和旋翼，從而減少飛行中可能發生的故障。
克雷蒂安認為，這對直升機尤其重要。他觀察到，大多數直升機墜毀是飛行員失誤造成的，其次是機械故障。儘管直升機飛行的機制很複雜，但機械基礎很古老，自直升機首次開發以來並沒有太大變化，儘管現代電子儀器非常普及。
“對我來說，最先進的平臺執行在中古技術上是沒有道理的，”他說。“當涉及到可靠性時，這是一個問題。”
這並不是說電動汽車沒有問題。作為一項新技術，電力推進不一定更危險，但該領域不如傳統飛行成熟。在打破速度記錄後，耶茨的飛機在一次死杆著陸中被迫降落，原因是故障電池切斷了電機的電源。
儲存為飛機供電所需的電子也帶來了獨特的風險，因為冷卻不良的高科技電池可能會著火或爆炸。
旋翼飛機尤其具有挑戰性，因為它們的飛行特性很大程度上取決於重量和相對功率。即使是世界上最大的直升機製造商之一西科斯基飛機公司，也在電動飛機的開發上苦苦掙扎，並以安全問題為由，取消了去年測試原型的計劃。
克雷蒂安的原型電動直升機幾乎只是鋼管和一把椅子。該裝置由高達 600 安培的電流（來自 128 磅的鋰離子聚合物電池）供電，可以使用兩對反向旋轉的同軸葉片飛行長達 12 分鐘。
儘管這只是一個概念驗證，但他表示，現在製造商從渦輪機和活塞發動機的開發中獲得的收益正在遞減，因此該行業正應該迎來另一次技術飛躍。“如果我們能在直升機領域取得成功，固定翼飛機市場將易如反掌，”他說。
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