全球航空業(yè)正卡在一個尷尬的中國十字路口。一邊是開始各國喊得震天響的 “碳中和” 目標(biāo) —— 航空業(yè)貢獻(xiàn)了全球 2% 的碳排放,且還在逐年增加;另一邊是測試現(xiàn)實的困境:想用電驅(qū)動飛機,電池太重,等離動機的技飛不遠(yuǎn);想燒氫燃料,外媒儲存和加注設(shè)施全是更像難題。就在這時,世紀(jì)術(shù)一條來自中國的中國消息,讓不少外媒坐不住了。開始 據(jù)科技媒體 Ecoportal 報道,武漢大學(xué)的等離動機的技一個團隊,造出了一臺 “不喝油” 的外媒發(fā)動機。它不用化石燃料,更像甚至不用特殊燃料,世紀(jì)術(shù)就靠吸進(jìn)普通空氣,中國再用電把空氣變成高溫等離子體,就能產(chǎn)生推動飛機的力量。更讓人驚訝的是,在實驗室里,這個小巧的原型機已經(jīng)能舉起 1 公斤的鋼球,產(chǎn)生的推力壓強甚至能和傳統(tǒng)商用噴氣發(fā)動機掰掰手腕。外媒直言:“這看著像 22 世紀(jì)才該有的技術(shù),沒想到中國已經(jīng)在測試了?!?/p> 要理解這項技術(shù)的厲害,得先說說現(xiàn)在的飛機是怎么飛的。七十多年來,噴氣發(fā)動機的原理沒怎么變:吸進(jìn)空氣,壓縮一下,混上煤油燒起來,高溫高壓的氣體往后一噴,飛機就往前跑。這套技術(shù)讓人類實現(xiàn)了環(huán)球飛行,但代價是每年排出去的二氧化碳,夠填滿幾百萬個足球場。 為了改這個毛病,科學(xué)家想了不少招。純電動飛機?電池太重,現(xiàn)在最多飛個短途,跨洋飛行想都別想。氫燃料飛機?氫雖然燒起來只產(chǎn)水,但它太 “活潑”,儲存需要超低溫高壓,飛機裝不下多少,而且加油站也得全改造,成本高得嚇人。 武漢大學(xué)的團隊,走了條完全不同的路。他們盯上了 “等離子體”—— 這東西是物質(zhì)的第四種形態(tài),比氣體更 “熱” 更 “活潑”,閃電、極光里都有它。團隊想:能不能直接用空氣當(dāng) “原料”,用電把它變成等離子體,靠這個噴氣產(chǎn)生推力? 說起來復(fù)雜,做起來更像變魔術(shù)。機器先把空氣吸進(jìn)來,擠壓縮小體積,再加熱到 1000 攝氏度以上。接著,一道強微波打進(jìn)去,空氣瞬間被 “拆” 成帶電的粒子,變成滾燙的等離子體。最后,這股憋著巨大能量的等離子體從噴口猛噴出去,推力就有了。 實驗室里的原型機很小,卻干成了大事:它穩(wěn)穩(wěn)舉起了 1 公斤的鋼球,噴出的等離子體產(chǎn)生的壓強達(dá)到了每平方米 2.4 萬牛頓 —— 這數(shù)兒跟咱們平時坐的客機發(fā)動機差不多。這一步,直接證明了 “靠空氣和電飛” 不是空想,是真能實現(xiàn)的。 可能有人會說,等離子推進(jìn)器不算新鮮啊,太空探測器上早就有了。但這兩者差別大了去了。太空里的等離子推進(jìn)器,得用氙氣這種稀有又貴的氣體當(dāng) “燃料”,而且只能在沒有空氣的真空里工作,到了地球大氣層里根本沒用。 但中國這個原型機不一樣,它就認(rèn)空氣 —— 地球上哪兒都有的空氣。這一下,就把等離子體推進(jìn)的用武之地從太空拉回了大氣層,讓飛機用它飛成為了可能。想想看,以后飛機起飛,不用裝一肚子煤油,只要有足夠的電,吸著空氣就能跑,全程不排二氧化碳,這不就是航空業(yè)做夢都想要的 “零排放” 嗎? 不過,別高興太早?,F(xiàn)在的原型機還只是個 “實驗室寶寶”,想讓它拉著幾百人飛上萬米高空,還差著十萬八千里。 最大的坎是電。要驅(qū)動一臺能托動大飛機的等離子發(fā)動機,得有兆瓦級的電源 —— 大概相當(dāng)于幾千戶人家同時用電的量??涩F(xiàn)在的電池要么太重,要么儲電量不夠;想裝個小型核聚變反應(yīng)堆?那技術(shù)還停留在科幻片里。沒合適的電源,這發(fā)動機就是個 “沒油的車”。 然后是材料。1000 多攝氏度的等離子體,比煉鋼的熔爐還燙?,F(xiàn)在的金屬零件往里面一放,分分鐘就化了。得找一種又輕、又耐超高溫、還能扛住強電磁干擾的材料,這在現(xiàn)在看來,難度不亞于造一件 “神器”。 還有系統(tǒng)控制的問題。小原型機一個單元就夠了,真要飛大飛機,可能得并排裝幾十個、上百個等離子噴射單元,組成一個 “陣列”。這么多單元得同步工作,起飛時一起使勁,巡航時調(diào)大調(diào)小,降落時慢慢減速,中間有一個出問題都可能出危險。怎么把它們管得服服帖帖,現(xiàn)在還沒頭緒。 盡管難,但這項技術(shù)還是讓不少人看到了希望?,F(xiàn)在全球都在賭航空脫碳的 “技術(shù)路線”:有人押寶可持續(xù)航空燃料(SAFs),有人死磕氫能源,而中國這個等離子體推進(jìn),像是突然冒出來的 “第三條路”。 它的好處太誘人了:只要有清潔電(比如太陽能、風(fēng)能發(fā)的電),再加上空氣,就能飛,全程零排放。這要是成了,航空業(yè)的碳排放難題幾乎能一次性解決。 就像百年前萊特兄弟的飛機只飛了十幾秒,卻開啟了航空時代一樣,武漢大學(xué)這個原型機現(xiàn)在能干的事也有限。但它證明了一個關(guān)鍵問題:靠空氣和電推動飛機,在物理上是行得通的。 外媒評論,這更像是 “22 世紀(jì)的技術(shù)”,或許不是夸張。畢竟,從實驗室到萬米高空,可能要走幾十年,但至少這條路,已經(jīng)被中國人踏出了第一步。未來的某一天,當(dāng)我們坐上不喝油、只 “吃” 空氣的飛機時,或許會想起今天這個小小的突破 —— 原來 22 世紀(jì)的飛行,早就從這一刻開始倒計時了。 |