NASA 第一架電動飛機，即将上天。
這架飛機名為Maxwell X-57，是 NASA 第一架全電動機型。
△ X-57 試驗機，拍攝于 NASA 阿姆斯特朗飛行研究中心
根據工程師的設計，該飛機動力放棄了航空燃料，完全來自商用可充電锂離子電池驅動電動機，這在業内挑戰性極高。
為配合供能系統，團隊又将傳統的兩個大型發動機設計，變成了—— 14 個小型發動機均勻分布在機翼兩側。這是該飛機的又一大挑戰性特征。
該項目副首席研究員 Nick Borer 表示：
我們試圖做一件雄心勃勃的事情，新型機身和新發動機設計均不常見，這兩方面都是極具挑戰性的工作。
根據 IEEE Spectrum 最新曝光，Maxwell X-57首飛時間定于 2023 年春夏。
一旦成功，意味着 NASA 在電動航空領域邁出第一步，考慮到 20 世紀後半葉 NASA 曾創下航空領域諸多曆史性紀錄，這也是其再次發力航空領域，捍衛技術領導地位的關鍵标志。
△ Maxwell X-57 概念圖
更值得關注的是，該項目其實背後充滿坎坷，曆時 7 年，資金快耗盡下，連螺旋槳都砍了大半。
NASA 第一架電動飛機
先來認識一下此次首飛的主角，Maxwell X-57。
外觀上，該電動飛機由一架意大利 Tecnam P2006T 飛機改裝而成，機翼略作縮小。
核心參數方面，該飛機可搭載 2 人，翼展 10 米，重約 1.36 噸。設計參數顯示，其巡航速度 277 公裡 / 小時，可飛行距離為 160 公裡。
再看能源方面，飛機電能來自可充電的锂離子電池，分為兩個 400 磅電池包，放置于機艙内。
動力上，這架電動飛機設計也可謂獨樹一幟。
根據 X-57 最終設計，其動力來自機翼前部的 12 個小型電動螺旋槳，均勻分布在兩側，此外，機翼兩端還加裝了尺寸較大的發動機，用于抵消末端渦流帶來的阻力。
從最終設計圖能看到，X-57 擁有 14 台螺旋槳。
這一設計主要是為了讓飛機更高效利用能源，小螺旋槳本身及外形設計可在飛行時提供更多上升力量。在飛機達到一定高度後，小螺旋槳将停止工作。
需要注意的是，上述設計并非 Maxwell X-57 的最終形态。
從實地拍攝的照片能看出，其原本設計的 14 台發動機被取消，X-57 螺旋槳隻有 2 台，分布于機翼下方，靠近機身。
這背後原因，與該項目坎坷的設計研發曆程有關。
官宣至今已過去 7 年
Maxwell X-57 項目官宣于 2016 年 6 月。
NASA 局長查爾斯・博爾登在演講中，将 X-57 項目稱為——未來 10 年航空新計劃的關鍵組成部分，旨在研發先進技術減少化石燃料使用與排放，降低飛行噪音。
取得成果後，他們會将這些技術推向市場。除了這架小型 X-57，NASA 還同時宣布将生産 5 架大型 X 系列飛機。
NASA 在航空方面的發力并非一時興起。早在 1946 年，其前身美國國家航空咨詢委員會（NACA）就研發成功時速達 1600km/h 的 X-1 試驗機，動力依靠火箭發動機。
此後，NASA 的 X 系列飛機多次刷新各項世界紀錄。
此番 X-57，是 X 系列時隔 20 年來新産品，也可看作 NASA 在數字時代面向未來，捍衛航空領域技術領導地位的組成部分。
但在具體落地中，X-57 遭遇波折不少。
項目本計劃 2017 年就首飛，但由于反複設計修改，電池過熱隐患等問題，測試一再延期。這當中，維持高電壓和功率輸出難度也超出項目組想象，他們還需要叠代升級防電子幹擾的組件。
由于所使用的晶體管無法承受飛行中的震動及溫度，他們又不斷尋找解決方案，直到采用了新一代碳化矽 MOSFET 模塊，才解決問題。
項目拖到 2019 年，飛機地面測試才開始進行，随之而來的疫情又導緻飛行測試安排被打亂。
最終項目因資金不足，項目後期規劃已經無法完成，最終，即将首飛的飛機仍為 2 台螺旋槳。
面對此種境況，相關業内人仍然認為，他們做的事很有意義。
電動航空業咨詢公司 SMG 創始人 Sergio Cecutta 認為，X 系列飛機的研發本就是做前所未有的事，這當中有曲折屬正常，但 X-57 已為行業奠定了基礎，從這個角度看，這是個成功的項目。
另值得一提的是，盡管目前小型飛機都在探索電動化，但航空業很多人認為，目前純電動飛機距離商用落地還有很大距離，其關鍵問題在于——電池無法支撐大型寬體客機進行數千公裡的飛行。
參考鍊接：
[ 1 ] https://spectrum.ieee.org/electric-aviation-nasa-maxwell-x57
[ 2 ] https://www.nasa.gov/specials/X57/
[ 3 ] https://en.wikipedia.org/wiki/NASA_X-57_Maxwell
[ 4 ] https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/x-57-litho-print-v4.pdf
