混合动力从地面走向天空（科技大观）

提起绿色出行，许多人首先会想到电动汽车、混合动力汽车等环保交通工具。飞机的绿色出行同样至关重要。随着全球航班数量的激增，航空业对环境的影响不容忽视，这也促使航空业开始寻求可持续发展的途径。

其中，混合动力飞机技术已成为全球多国和企业关注的焦点。与新能源汽车领域的混合动力汽车相似，混合动力飞机也采用“燃油发动机+电驱动系统”的架构。飞机与汽车在使用工况、重量容忍度等方面存在显著差异，这使得混合动力技术在航空领域的应用与汽车工业截然不同。

飞机在起飞后，大部分时间处于巡航状态，不存在频繁切换转速的问题。混合动力飞机不需要像汽车一样在不同转速段进行分工。对于飞机设计而言，减轻每一克重量都至关重要，任何增重都会对机动性和续航性能产生显著影响。当前锂电池的单位重量能量密度与航空燃油相差甚远，不适合大多数飞机的短期增重需求。尽管存在这些挑战，混合动力技术在航空领域仍具有广泛的应用前景。一旦取得突破，将可能引发飞机动力系统的一场革命。

从飞机内部看，混合动力技术有望显著提升燃油效率。传统的喷气发动机仅能将约40%的燃料燃烧能量转化为飞机动力。而混合动力系统通过涡轮带动发电机发电，再由电机驱动风扇转动，可以提高燃油效率，并且具有结构简单、重量轻、故障率低的优点。这种系统已经在巨型矿用自卸车、舰船等领域得到广泛应用。气动效率也可以进一步提高。飞机飞行过程中产生的气动摩擦阻力是一个重要的问题。通过采用分布式电动推进器，可以减少气动摩擦阻力，提高气动效率。与集中式发动机相比，混合动力系统中的核心机可以实现更高的热效率，电动推进器也具有更简单的结构和更低的重量、成本。

混合动力技术将对飞机产生深远的影响，不仅限于动力系统本身，还可能会拓展到气动外形等多个领域。这为航空业的发展带来了新的方向和新思路。随着技术的不断进步和应用的深入，我们期待着航空业在绿色出行方面取得更大的突破和进展。（作者来自北京航空航天大学航空科学与工程学院）

该文章来自 2019年12月24日第18版报道。