由美国国家航空航天局开发的实验飞机X-57将于今年首飞。它的机翼上有14副螺旋桨，完全由电力驱动。考虑到航空的需求不断增长，这对于摆脱化石燃料的依赖是很有意义的，但Nasa的飞机能让我们离这个目标又近多少呢?
如果我们想继续飞行，找到煤油等航空燃料的替代品将是关键。X-57使用锂电池驱动螺旋桨的电动机。但是从电池中获得的能量，相对于它们的重量，比从航空燃料中获得的能量少50倍。
X-57是一架改装的四座意大利制造的Tecnam P2006T飞机。它依靠大量螺旋桨、小型马达和分散在飞机上的许多电池的组合，被称为“分布式推进”。这种方法代表了一个令人兴奋的研究和发展领域，可以在许多实验电动飞机设计中发现。
X-57的不同之处在于，机翼完全重新设计，螺旋桨的位置可以优化周围的空气流动。当不需要螺旋桨时，它的叶片可以向后折叠以减少阻力。
螺旋桨技术正在重生。设计不仅变得更高效，而且噪音更小，价格更实惠。甚至可以在飞行过程中改变螺旋桨的速度和俯仰角，以适应起飞、降落和巡航所需的不同飞机速度。
空气密度随着高度的变化而变化，并影响你从螺旋桨得到的推力。既然我们能制造出在所有高度和速度下都能有效工作的螺旋桨，我们就能真正最大限度地利用电池中储存的能量。新的设计，如有史以来第一个11叶螺旋桨(在Piper Cheyenne飞机上)，可以实现非常高的推力，即使在高空气密度下。
一些飞机甚至使用“矢量推力”，允许发动机和螺旋桨偏转，从而提供垂直起降的选择。这些飞机可能更像直升机而不是飞机，这可能意味着拥有长跑道和大型航站楼的传统机场将成为过去。
电池技术
X-57使用的是现成的锂离子电池。这是因为该项目主要是解决新的螺旋桨和机翼配置的潜力，而不是开发完美的电池。但这将是电动飞机开发商需要克服的一个重要挑战。锂电池几乎是我们目前拥有的最好的电池，但它们仍然很重。锂金属也很危险，容易着火。使用电池有很多优点。它们的重量在整个飞行过程中保持恒定，这意味着它们不需要像传统的航空燃料那样储存在机翼上。使用液体燃料时，随着燃料的消耗，飞机的重量显著降低，而保持燃料在机翼上可以确保飞机的平衡不会改变。
然而，真正重要的是能量密度——电池所包含的能量与其重量或尺寸之比。新技术不断取得进步，比如基于量子技术制造的电池。但是，尽管这些电池的充电速度比普通电池快，但它们并不能取代锂电池，也不太可能改变电力驱动飞行的前景。我们真正在等待的是一场电池技术的革命，一场能提供与航空燃料相当能量密度的革命。
X-57是否代表未来？
X-57的航程约为160公里，飞行时间约为1小时，预计它不会成为长途飞行的替代技术。至少不是马上。相反，10名左右乘客的短途航班是一个很好的，而且可能是早期电池驱动航班的目标。氢动力飞机也很受关注，因为氢的能量密度几乎是传统航空燃料的三倍。但是氢气是一种气体，它需要储存在加压的燃料箱中以减少它的体积。这将需要重新考虑飞机设计，需要做工作在-253℃以液体形式储存的氢。因此，氢气用于航空是令人兴奋的，但可能不切实际。
合成燃料已准备好作为航空燃料的替代品，但价格不菲。也许随着技术的发展，它们会变得更便宜，但随着我们远离化石燃料，飞行的成本仍有可能增加。在不久的将来，电池几乎肯定会为我们的短途飞行提供动力，如果电池技术发生革命，那么航空的未来将完全改变。最终，我们将面临最后通牒:要么我们想办法制造出不需要化石燃料的飞机，要么我们就停止飞行。
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