【明報專訊】環保減碳愈來愈重要,不會排碳的電動機是比燃油發動機更好的選擇,如今有了電動車、電動船,也在研發螺旋槳電動飛機與直升機,美國太空總署(NASA)正研究速度更快的噴射機電動化。
《今日宇宙》(Universe Today)報道,商業航空相當繁忙,造成的環境影響也頗為嚴重,據統計,航空飛機排放的溫室氣體,佔總量的4%至9%(並且還在上升)。因此,NASA設想如何以電動噴射機來取代,他們正在與民間飛機公司合作開發,目前已經有初步設計,希望到2035年能夠推出概念機,作為商用噴射飛機的替代方案。
NASA設計一種複合式導風扇,它的外觀與噴氣的發動機很相似,也有複合扇葉組來吸收氣氣,但是扇葉後方沒有燃燒室,所以排出的推力不會像噴射發動機那麼強大,因此,NASA還會在飛機的後方,再加上一部環繞整個機身的複合導風扇,來增加額外的推升力。
按理說,導風扇技術不算困難,就是馬達帶動風扇組即可,然而改造成客機使用的版本就是巨大的挑戰,現在的電動螺旋槳飛機與電動直升機,都是用鋰電池供電,但是在大型客機上電池完全不夠力,只能用發電機供電才行,而且必須達到百萬瓦的功率才足夠,相當於一個社區的供電量。
NASA的高級飛行器計劃(AAVP)表示,若要滿足這種條件,必須有輕巧緊湊的變流器(Inverter)核心組件,變流器對電子推進系統至關重要,它的作用是將發電機產生的交流電(AC),轉換高壓直流電(DC)。不幸的是,現有的發電機、馬達(電動機)與變流器都太大而笨重,無法安裝在飛機上。
NASA正在研究如何將這些組件變得更輕、更小。
他們最近與通用電氣(GE)簽訂了1200萬美元的合約,看好通用電氣的碳化矽(SiC)開發技術,NASA相信先進碳化矽製作的變流器,大小不超過手提箱,能夠有效轉換百萬瓦的電能。
碳化矽具有高工作溫度、高電壓和高功率的處理能力,這些優勢能夠使工程師設計出尺寸更小、重量更輕,而且功率輸出更大的電子電力元件。
NASA葛倫研究中心(NASA’s Glenn Research Center)的空氣動力-電力推進計劃(Hybrid Gas-Electric Propulsion subproject)主管艾米.揚科夫斯基(Amy Jankovsky)說:「隨著材料和電子電力技術的最新進展,我們有了足夠的科技來克服發展節能電氣化飛機將面臨的挑戰,在這個工作中,高性能的變流器是關鍵一步。」