“马斯克的电动飞机梦：黑科技还是游戏炒作？”

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说到电动汽车，大家应该也不知道吧。 “高端大气高大上”的特斯拉电动汽车因媒体爆炸无人不知。 “低调的鳗鱼有内涵”比亚迪混电/电动汽车虽然不如特斯拉有名，但在广东变成出租车和巴士进入人们的日常生活，比亚迪的电动巴士也出口到美国。

前几天，埃隆·马斯克提议制造电动飞机。 马斯克说:“包括飞机和轮船在内的所有交通工具都将实现全电动化——不仅仅是半电动的混合动力，而是完全电动化。”

电动飞机是黑科技吗？

其实电动飞机不是黑科技，国内外早就有很多成熟的产品了。

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e-spyder由中国一家企业设计，2009年在美国eaa展出。 e-spyder是一种超轻的锂电池电动飞机，动力装置为20千瓦的电机，可持续40分钟。

(e-430 )

e-430由中国一家企业设计，使用接近动力滑翔的外形设计，高度流线形低阻力机身将飞行能量降至最小。 安装在机头上的动力系统主要包括电机和三叶复合材料螺旋桨。 整机采用全复合材料，具有结构简单、重量轻等优点。

e-430空重255公斤(含电池)，最大起飞重量430公斤最大平飞行速度150公里/小时，巡航速度95公里/小时。 标准续航时间2小时，最大续航时间3小时。

电费比航空空燃料便宜，所以飞机最大的优点是经济性好。 现在，飞机通过了德国的适航认证。

(rx1e )

rx1e由沈阳航空宇宙大学设计，于年11月上市。 该机以稀土永磁同步电动机为动力，高能锂电池为能源，整机采用复合材料，一次充电飞行45-60分钟，最大时速160公里/小时，最大起飞重量480公斤。 rx1e于-年取得适航证和生产许可证，并批量生产。 售价98万人民币。 试制的前18架飞机已经与顾客签约，一部分交付给顾客，用于飞行训练，将来可能也用于旅游观光。

/ br/(电子风扇)

e-fan为空客设计，续航时间为45分钟至1小时，最大时速218公里/小时，双电机总功率为60千瓦，最大起飞重量为580公斤。 年，电扇成功飞越英吉利海峡。

因此，虽然电动飞机听起来很有科幻感，但不是黑科技。 中国和欧洲已经有成熟的产品，有在展览会上登场的，有取得适航证和生产许可证的，也有提供给顾客采用的。

电动飞机技术难点

锂电池电动力系统

锂电池的电动力系统从锂电池组输出直流电力，直流-直流转换器调制电压和电流，发送到直流-交流转换器的逆变器，或者发送到交流电机，最后发送到脉宽调制器，最后发送到直流电机。 电机带动螺旋桨使飞机飞行，整个系统的运行由综合控制系统控制。 要保障锂电池组的性能和比较有效的业务，需要条件电池单元的高性能和一致性、低电阻连接设计、电池组良好的散热结构、电池组管理系统等。

虽然高性能和一致性看起来很简单，但国内新能源汽车创业企业大多选择日韩电池的原因就在于此。

锂电池电动力系统的最大不足是锂电池的能量值有限。

具体来说，锂电池和汽油的比能值分别为0.15—0.25kwh和12—12.5kwh，烃燃料是除液氢以外比能值最高的燃料，即使只利用了30%的能量，比能也为3.6—

存在电动系统有偏差的问题。

电动力系统和机体结构的重量系数达到了0.70—0.85，约是普通飞机的两倍。 另外，电动飞机还存在性能差、环境适应性差、安全性、可靠性有待验证等问题。 现在的电动飞机只能满足最基本的飞行。

诚然，电力因其通用性、灵活性、可再生性(对煤炭、石油、天然气)、运输便利性等优点而在能源上具有先天特征，电力替代化石燃料只是时间问题，但以目前的技术水平无法满足这一要求。 即使是军舰的所谓全电推进，也不是用锂电池而是用大功率燃烧机发电。

空气布局技术

空气布局简单地说是飞机的外形，受空空气阻力和气流升力的影响，不同的外形对飞机的性能有很大的影响。

例如rx1e使用的是常规的气动布局，常规布局可以增大飞机的长宽比，有利于发挥大翼和长发动机的特点。 rx1e类似于滑翔机的设计，在电机动力有限时为rx1e提供升力。

另外，军机的气动设计会更多、更复杂。 例如，飞行的j10使用中距离结合鸭式的布局。 达索的幻影2000使用了无尾三角翼布局。 洛马的f22因为其引擎f119独步天下，所以选择了通常的布局。

(f22 )

由于电动飞机巡航时速度低、飞行雷诺数低，[/k0/]长航时飞机飞行环境多而杂(密度、温度、高空风等)，大翼展开翼的气动弹性问题难以处理。 因此，电动飞机的气动设计比普通动力飞机严格、功耗极低、效率极高。

气动设计是多次成功或失败经验的积累，飞机模型必须在风洞中反复测试，在试飞和交付客户后不断改进，这些都要消耗巨大的价值成本和资金价格。

具体来说，顶级风洞只有中、美、俄罗斯，由于风洞的巨大功耗，属于专业核电站，多为风洞供电。 风洞中验证的气动外形，用于样机，样机在飞行中根据现实情况改进了气动设计，如j20年曝光，迄今为止制造了7架样机，但最新和最初的样机在气动设计方面有了很大改善。 另外，样机的试飞非常危险，因为新的气动设计有太多不明因素，很可能会发生机械死伤的事故。

(j20 )

气动设计和技术验证的门槛很高——韩国举国之力也不太容易完成，t50教练机只能找罗马来设计、打孔。 并且，洛马将韩国“国产”的t50练习机作为洛马的产品，放置在洛马的官网上，与其他洛马设计的飞机一起展示。 (当然，t50教练机气动设计的难度和玩具之类的电动飞机完全不是难事)。

确实，像玩具这样的电动飞机气动设计门槛，和j20、f22这样的四代战斗机没法比，对波音、罗马、中航工业这样的老牌航空空巨头来说，这是儿科事件。

但是，对于没有设计过飞机、技术积累的航空空工业门外汉来说，如果不参照现有的成熟产品和公开的技术成果，就必须像韩国人一样寻求航空空巨头的帮助，一切从零开始探索 即使最终项目开发周期大幅延长，项目的大幅延期也是必然的。

材料和结构

由于电动飞机的动力系统存在重量大、功率低的问题，电动飞机的机体结构需要比普通动力飞机强、重量轻。 例如rx1e、e-fan、e-430等由复合材料制成，本体空的重量从200公斤到300公斤很普遍。

电动飞机，特别是高空长航时电动飞机本身的特点非常不利于结构设计，如大型/大挠度机体、大展弦比/大面积机翼、电动动力类零件的集成安装等。 这些优点在设计上不能很好地满足强度、刚性、气动弹性等基本要求。

因此，结构和材料技术也是制约电动飞机快速发展的关键技术。

各种先进复合材料、高强度柔性薄膜等新型高强度轻质材料； 实现薄壁箱形梁/管形梁、桁架结构、蜂窝/泡沫卡盘结构等更高效的新结构形式。 突破了结构的局限，包括尺度(如超长、超薄等)、形状和承载能力等。 如果无法突破上述关键技术，电动飞机将因超重而无法起飞或结构强度不足而空解体。

另外，航空电气系统、飞控系统等关键技术对电动飞机也很重要。

口罩遭遇的困境

包装高科技的特斯拉汽车

特斯拉最大的困境是缺乏核心技术。

关于电动飞机的具体消息还没有发布，但是在电动汽车上，特斯拉电动汽车在技术上实际上做得并不好，口罩在技术开发上的实力明显不如其炒作能力和资本运营能力。

年，马斯克说:“如果我们的目标是制造惊人的电动汽车，而我们的知识产权只是用来抑制继承人的话，我们的行为就违背了我们的初衷。” 特斯拉汽车企业宣布开放280项技术专利，而中国部分公司获得年度专利的数量如下。

比亚迪股份有限公司( 340件专利)、华为终端有限企业( 288件专利)、奇瑞汽车股份有限公司( 276件专利)。

很明显，特斯拉汽车企业拥有的技术专利数量不及比亚迪1年批准的专利数量(观察:是被批准的，不是申请的)。 。 与华为、中石化、中兴等相距甚远……(当然特斯拉还年轻，但这里说的特斯拉技术专利还不成熟)。

从专利质量来看，特斯拉汽车公开的技术专利大多涉及气动减震、电传操纵等，实际进入系统汽车制造商这方面的研究深度也远远超过特斯拉汽车，就像中国向世界发表j5的技术资料一样，罗马、苏霍伊、苏霍伊 …。

特斯拉真的是很有竞争力的后现代，科幻风格的外观，但是马斯克说“只分享技术专利”。 关于外观设计专利……我知道。

当然，口罩的成功是不可否认的。 这位致力于改变世界的男性在创新技术行业的贡献仍然是可能的。 在这里，我只是为了探讨技术而工作。

电池技术上的不足

对电动汽车和电动飞机来说，高能量密度的电池特别重要。 特斯拉的电动汽车电池使用的是松下的ncr18650钴酸锂电池，车辆使用的是8000枚串联的ncr18650钴酸锂电池。

(ncr18650钴酸锂电池)

钴酸锂电池具有非常高的能量密度比，但安全系数不高——钴酸锂电池在180释放氧气，氧气变得更不稳定，恶性循环，越来越多的氧气变成更低的着火温度。 另外，钴酸锂电池的电解液由于振动、温度上升等一点不小心，电池内部的压力上升而爆炸，但是脆弱的电池壳在受到外力的作用下容易破裂，电解液挥发而起火/爆炸。 这是之前流传的特斯拉实际起火/爆炸率的汽车的最大原因。

中国工程院院士杨裕生近日也表达了对新能源汽车的看法。 “蓄电池是含能量的器件，有一定的危险性。 高于能量的电池，发生安全问题的概率很高，特斯拉会不断烧车，值得参考。 ”。

(自燃的特斯拉)

特斯拉对电池技术的贡献仅限于电池的排列方法，添加了保险丝和冷却剂。 据说戴上是因为电池不安全，所以设计采取了越来越多的保障措施来降低风险。

ncr18650钴酸锂电池的不安全性+锂电池组的底盘排列，让驾驶员位于潜在火源之上。 底盘相撞会产生严重的后果。 血与火的教训后，马斯克在特斯拉底盘上安装了钢板，降低了在底盘碰撞中起火的概率。

虽然特斯拉汽车迫切需要这一领域，但从特斯拉汽车在采用过程中的实际起火率来看，添加保险丝、冷却剂、加装钢板等防护措施并没有多大作用——

年10月1日，特斯拉models在路边起火燃烧。

10月18日，特斯拉models在墨西哥高速行驶时失控，撞到混凝土障碍物后，撞到树上，停下后发生起火、爆炸。

11月6日，特斯拉models在美国田纳西州的士麦那起火，田纳西州的道路巡逻队当天下午称，这辆电动汽车向拖车挂钩，撞到底盘后发生火灾。

11月15日，特斯拉models车主将车停在自家车库充电，凌晨3点左右突然起火……。

年，特斯拉models共计销售21000辆，相对于小总量，自燃概率真的不低。

(发生着火事故的模型s )

电池出来的比亚迪(王传福在有色金属研究院研究电池)，汽车技术相对国际大厂有相当大的差距，但磷酸铁锂电池安全性高，高温性能高，350以下相当稳定，不用担心起火爆炸。

比亚迪电池的能量密度比不上钴酸锂电池，但其安全性是钴酸锂电池无法比拟的——

年4月13日，比亚迪秦在充电中发生自燃事故，车尾烧毁，充电线烧毁，但电池未受损，比亚迪认为起火原因是车主擅自改造，采用劣质线插入引起火灾。

年10月7日，运送20量比亚迪秦的台车着火，20辆比亚迪被焚烧，在火中焚烧1小时后电池也没有爆炸。 在比亚迪的自燃事故中，很少由电池引起。

(台车燃烧)

马斯克之所以使用松下的ncr18650钴酸锂电池，是为了避免之前流传于电动汽车企业的电池专利诉讼，至少年前特斯拉汽车对最核心的电池技术贡献不大。

你会处理电池技术吗？

特斯拉去年2月在官网上宣布，将建设“世界最大”的锂电池工厂。

在原材料方面，美国本土的锂电产业链不强，但如果完全采用美国的原材料，并不是电池负极以外的方面都做不到。

关于电池的电极，美国的正极材料制造商只有年刚完成的巴斯夫在俄亥俄州的正极工厂，但是该工厂的产品明显没有性价比美国有石墨矿，但是体量大，没有资历老的电极工厂，那时距离中国比较便宜

电解液也可以从巴斯夫在美国的novolyte电解液工厂供给，横膈膜有celgard，性价比比较低……。

在电芯生产技术方面，传言称特斯拉在与日本松下合作的过程中，挖掘了一些电芯专家，但花了一些时间，特斯拉处理电芯技术并非不可能。

因为，从技术角度来说，特斯拉从中国购买负极材料后，可以依靠美国的锂电池产业链生产锂电池，但是非常没有性价比，商业可行性不高，安全性方面也需要时间。 另外，相对于比亚迪在市场检查的磷酸锂铁电池，特斯拉预计在北美的电池工厂将是一年。

口罩电动飞机的困境

即使处理电池技术，也不代表制造电动飞机，前面提到的电动飞机的技术难点大多在于以前飞机制造业需要技术积累，最先制造电动飞机的是沈阳航天航空空大学、空客人等，以前

这是口罩的软肋，必须利用美国强大的航空空工业实力，像联想组装计算机一样，从美国航空空工业产业链购买零部件组装电动飞机。 光靠自己造车，不容易造成电动飞机。

结语

事实上，细心的人们可以发现，每次口罩出售高科技概念时，股价都会暴涨。 马斯克，就像他对paypal做的一样，上位者拦截了他的退场。 之后，与nasa合作进行了“太空x”项目，技术由nasa提供，但马斯克负责资本运营.....“太阳城、‘特斯拉’、‘真空管快车”、“电力飞机”

关于这些项目在多大程度上有助于产业的快速发展和技术进步，还需要时间的检验，可以说马斯克被高科技光环在资本市场上反复再现的精彩伎俩所震惊。 当然，他确实为促进科学技术的进步做出了贡献，但不可否认这是一个看起来有点“疯狂”的行动。

来源：成都新闻网