10月28日,一位博主公开了首款国产纯电客机CE-25A的影像,该机型由中国商飞研制,当前仍处于全尺寸验证机测试阶段,画面显示它可能正在进行地面滑跑试验。CE-25A在机翼上配置了10台电动涵道风扇作为推进系统,通过电池组供电,完全不依赖航空燃油,实现了零碳排放。此外,其整体气动设计和机身外观与普通公务机相差无几,可承载19名乘客。
然而,续航能力却存在显著差异。传统燃油客机的航程至少3000公里,有的甚至超过1万公里,而CE-25A根据此前公开资料,其设计航程仅为400至500公里……
正是这一短板,让它成为近年来中国科技创新中最具争议的项目,或许也是遭受批评最猛烈的一个。
400公里算什么水平?对于领土广阔的中国而言,这一航程几乎被视为**“毫无作为”**。
北京至上海的飞行距离超过1200公里,而从南方的深圳飞往乌鲁木齐则需3000多公里,CE-25A仅能勉强覆盖其中一小段,若想完成全程需多次落地充电。对于习惯燃油大飞机直达的普通网民来说,这一航程即便不算鸡肋,也堪称毫无价值。
若用CE-25A执行短程飞行,先问问12306是否同意?
中国拥有全球最庞大的高铁网络!不仅班次密集、线路覆盖广,还具备准点、舒适、快速的特点,早已将数百公里级的跨省跨市出行需求包揽,许多短途航班因此彻底消失。退一步讲,尽管飞机在空中速度较快,但乘客需前往远郊机场、经历繁琐安检、在庞大航站楼中寻找登机口,这些环节同样耗费时间。此外,飞机还可能因恶劣天气延误或取消,究竟谁更省时省力,尚未可知。
此外,许多航空业内人士指出,400公里航程无法完全利用,必须预留一定冗余。
根据国内规定,“以等待空速在高于机场标高450米高度上持续飞行30分钟” 的油量是航班的最低燃油标准,达到此警戒线后机组需宣布紧急状态。同时,飞机还需携带**“足够飞抵最远备降机场所需的燃油”**,以防目的地天气恶化无法降落。从400公里中扣除这些安全备份后,剩余航程将极为有限,别说是跨省,连跨市都可能难以实现。
除航程问题外,电飞机的经济性和安全性也受到网友质疑。
传统客机在燃油逐渐消耗后,飞机重量会持续减轻,越飞越省油,且降落时容错率更高。而电动客机的电池无法在飞行途中“消耗”,这意味着无论飞行距离多远,降落时都必须携带巨大的电池死重。要知道,目前最先进的民用锂电池能量密度仅能达到400Wh/kg,仅为传统航空煤油的零头,后者高达12000Wh/kg。为了维持这400公里的有限航程,原本追求轻量化的飞机必须搭载极重的电池组,这严重牺牲了其有效载荷。
此外,当前锂电池的热失控问题尚未得到根本解决,一旦起火,消防队也难以应对,因为正极材料在高温下会分解并释放氧气,即使完全隔绝空气也能持续燃烧,只能远离。
问题在于,电动自行车或电动车在地面起火时,人可以弃车逃生;但民航客机无法跳伞,一旦遭遇电池热失控,后果几乎是毁灭性的。更不用说,航空动力电池的能量密度已是主流新能源车的2倍,起火只会更加猛烈。
回想当年,Note7上那块小小的电池便让整个航空业为之震动,如今CE-25A却装载了一整舱的电池,三星恐怕会感慨“生不逢时”。
种种问题叠加,许多人认为纯电客机完全不实用,是中国在研发不出高水平航空发动机的情况下,被迫推出的下策,甚至被视为**“面子工程”**,旨在让外界相信中国有能力避免其他国产客机陷入类似C919的“缺芯”困境。
结合近期低空经济降温、多地补贴退场,以及eVTOL迟迟未能大规模商用,很容易让人产生一种印象:“小型电动飞机都搞不好,还尝试大型的?”、“新能源发展过头了,非要万物电动化?”
那么,如果换位思考,西方来研发电动飞机,又会如何评价?
电动飞机的早期尝试,恰恰来自拥有高性能航空发动机的美国。上世纪90年代,NASA在探路者(Pathfinder)与百夫长(Centurion)两个前沿项目中开发了纯电动飞翼无人机,依靠太阳能电池板和电动机驱动,在1990年代末创下多项高空飞行纪录。然而,这些验证机仅能勉强自身升空,有效载荷几乎为零。
因此,在2015至2016年间,为直接推动民用航空纯电动化,NASA又启动了X-57 Maxwell项目,工程师拆除了轻型飞机原有的燃油发动机,重新设计细长加强机翼,并在机翼上均匀布置了14台电动机,以验证分布式电推进技术。
遗憾的是,当时航空电动机尚未成熟,控制算法也极为复杂,X-57 Maxwell从未进行过载人试飞,最终项目被取消。
然而,这并未让国外航空人放弃电动飞机。今年8月,瑞典航空航天初创公司Heart Aerospace研发的纯电客机验证机Heart X1在美国成功完成首次载人飞行。它翼展32.3米、机身长23.2米,已达到普通支线客机尺寸,同时也是目前全球最大的电动客机,可载客30人。Heart X1搭载了4台高性能电动机驱动螺旋桨,由机载锂电池提供超过1兆瓦的电推进功率,这些电池组重达5吨,总容量1650kWh。
有趣的是,Heart X1的续航甚至比我们的CE-25A更差,5吨重的电池仅能提供200公里的航程,起飞后绕两圈便需准备降落……名副其实的“机场守护者”。
这架看似滑稽的机型却引起了西方媒体的高度关注,称其彻底重塑了商业飞行的经济学潜力,是航空业能源转型的重要里程碑。产品尚未上市,多家航司已急于下单:美联航和梅萨航空承诺购买100架,并敲定另外100架的优先购买权;加拿大航空也订购了30架,并向Heart Aerospace投资500万美元。
原因很简单:尽管Heart X1有诸多缺陷,但它在长达27分钟的首飞中仅消耗了5美元的电费,约为同尺寸燃油飞机的1/80,折合人民币每分钟1.2元,平摊到30名乘客身上,每分钟仅0.04元。仅此一项数据,便足以让全球航司集体震惊。
在航司看来,燃油成本是当前最大的敌人。在正常年份,燃油费用占航司总运营成本的比例通常为20%至25%,已是成本大头。近年来受战争影响,油价飙升:2026年全球航空煤油均价预计达152美元/桶,较2025年的90美元/桶暴涨近70%;今年4月价格高峰期,部分地区航空煤油现货价格甚至一度突破200美元,全球航空业燃油成本占比随之飙升至31.4%。
国际航空运输协会(IATA)预估,2026年全行业燃油账单将高达3500亿美元,这导致全球航空业净利润腰斩,每位乘客平均仅能赚取4.50美元。
为转嫁数十亿美元的燃油上涨成本,各大航空公司已大幅提价。以美国市场为例,2026年第三季度平均机票价格同比上涨22.4%。票价上涨会抑制需求,导致旅客减少,许多航线被砍,依赖走量盈利的廉航更是难以生存。典型例子是拥有46年历史的美国廉航Spirit,于今年5月倒闭。
油价波动航空业无法左右:美伊冲突、俄乌战争、也门内战,联合国都难以调停,何况一群航司?在此背景下,省油技术成为全球航空业的最后一根救命稻草。
只要改为充电,成本问题便迎刃而解。电力来源更加多样和稳定,可以是核能、风能、水能、太阳能,甚至烧煤发电,总比依赖波斯湾强。当然,价格也更便宜:美国平均交通电价14.9美分/度,充满一架1650度的Heart X1仅需245美元,折合每公里成本1.23美元,可大幅降低机票价格。
至于电动飞机航程短的问题,其实并非致命。在全球所有定期航班中,航程500公里以内的短途航班占比近30%。在欧洲和美国,由于大城市群之间或海岛之间的连接需求,这一比例甚至更高。例如,伦敦到巴黎仅需1小时出头,夏威夷各岛之间只需飞20多分钟,主要因无陆路直达,距离再短也是飞机更方便。
中国也有许多类似短途场景,典型例子是烟台到大连,直线距离仅150公里,但中间隔渤海海峡,地质条件复杂,不适合修建跨海大桥或隧道。若走陆路需沿渤海绕行1000多公里,还是飞机更快捷省事。类似的还有福建到台湾、广东雷州半岛到海南、内蒙古各市盟之间的交通,航程虽短,但具有实际意义。
换句话说,只要电池技术沿现有路线再突破一点,提升能量密度,使电动飞机理论续航达500公里,扣除安全冗余后实用续航达300公里左右,便足以在短途市场站稳脚跟,大幅降低行业能耗成本,销售几百上千架不成问题。
若未来全固态电池成功应用于飞机,将解锁完全体形态。按设想,其能量密度是现有锂电池的3至4倍,CE-25A可在起飞重量不变的情况下,将航程拉长至1200至2000公里,覆盖国内大部分航线。此外,全固态电池无液体,即使局部短路产生高温,固体电解质也不会气化胀气,更没有易燃液体助燃传热,起火风险大幅降低。
一旦电池问题解决,电动化的优势便凸显出来。电力推进系统机械结构远较涡扇/涡桨发动机简单,维护和检修成本可降低50%以上;传统客机对高标号航空燃油依赖度高,机场需专门设施和场地大规模储备,而电动机型只需在停机坪上接充电桩;再加上电机更安静,大幅降低飞机噪音,可将机场布置在更靠近市中心的位置,在许多国家还能免除巨额“噪音惩罚税”。
换句话说,电动飞机的定位从来不是放大版或高级版的eVTOL,它并未尝试颠覆现有规则或创造新交通方式,而是在现有航空规则基础上努力实现降本增效,反而属于更现实和保守的产物。
不过,众所周知,固态电池就像可控核聚变一样,年年说快了,年年都跳票。若它一直难产怎么办?飞机纯电续航上不去。
其实也不难,借鉴汽车行业经验即可!当初电池能量密度不高时,新能源车采用了混动/增程方案解决续航焦虑,飞机亦可效仿。
前面提到的Heart X1仅是验证机,其首款商业化产品ES30最初版设计便类似插电混动车:外侧两台为传统涡桨发动机,既输出动力又负责发电;内侧两台为大功率电机驱动的螺旋桨,由较小动力电池驱动。
由于起飞爬升时能耗极高,传统燃油客机的发动机必须为“几分钟的极限需求”设计得极为庞大,导致平稳巡航时发动机处于“大马拉小车”的低效状态,还增加阻力。对于短途航线,滑行和起降往往占总油耗的近三分之一。
ES30可预先在地面充满电、加满油,然后四台发动机同时出力完成起飞;到巡航阶段,关闭电动机,让涡桨发动机在最佳工况区间巡航,同时为动力电池充电;有加速或爬升需求时再开启电机。由于携带能量密度极高的燃油,它可轻松满足“安全油量”要求,目前公开的纯电航程为200公里,油电航程为800公里,对短途航线已足够。
后来,不知是因油+电双系统飞控设计难度高,还是嫌机械结构过于复杂,最新型号ES36改为双发+双电机串联布局,引擎只负责发电,演变为类似增程车的形态。增程器始终处于高效区间发电,电机则以95%以上的能量转换效率驱动螺旋桨。
这一改动看似技术路线倒退,但反而使翼下更简洁,阻力减小,同时减轻机械结构重量,ES36比ES30多载6人,油电总航程达1200公里。
在无固态电池情况下,增程已算务实解决方案。CE-25A未来也可能采用类似改进,但目前处于研发初期,需用较简单的纯电结构先摸清飞机性能和控制逻辑。因此,对于这架验证机,纯电续航可能并非最关键指标。
那么,航空新能源化剩下的问题只有安全了。当前业内解决方案是凝聚态电池,可理解为介于传统锂电和全固态之间的过渡技术。代表产品来自宁德时代,其单体能量密度高达500 Wh/kg,并将传统锂电池中易燃的液态电解质改为仿生凝聚态电解质。这种状态下,电解液挥发性和可燃性降低80%以上,即使电芯内部短路,凝聚态的物理特性也能极大抑制热量瞬间聚集,防止“连环殉爆”。
由于飞机成本承受力更强,除采用凝聚态电池外,还可在每个电芯或电池模组间插入厚度仅几毫米的气凝胶片。气凝胶是导热率最低的固体,能抵御上千度高温,确保一个电芯烧红时,相邻电芯仍保持“常温状态”。
若采用如此多技术后仍发生极端不可逆转火灾,也无可奈何。航司只能表示,燃油引擎并非100%安全,运气差同样可能起火坠机,生死有命,富贵在天。
业界目前能想到的最易实现方案,是将电池分成数个独立模块,布置在机身或机翼下方。当一块电池起火时,飞行员可通过机械装置将其整个弹出,向地面无人区投放抛弃,从而保住其他电池和核心机身。
这不就是之前爆火的电池弹射技术吗?
我们汽车行业,还是太超前了!
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