浙江
當?shù)貢r間6月5日，試飛員米格爾·伊圖爾門迪（Miguel Iturmendi）在美國佛羅里達州澤弗希爾斯市政機場駕駛“Helios Horizon”電動飛機升空，完成了全球首架采用固態(tài)電池驅(qū)動的載人固定翼飛機首飛，為電動航空業(yè)發(fā)展寫下歷史性一頁。 這次飛行在航程和時間上并不突出，只是為了在更換電池后驗證飛機的重量與平衡狀態(tài)而進行的一系列短程試飛，但其象征意義遠大于技術(shù)表演本身。
長期以來，電動航空一直受到電池物理特性的制約?，F(xiàn)階段廣泛應用于電動汽車的傳統(tǒng)鋰離子電池依賴液態(tài)電解質(zhì)在電極之間傳導電荷，這種結(jié)構(gòu)在單位質(zhì)量可儲存能量方面存在天然上限，很難支撐具有商業(yè)價值的航空飛行。 與之相比，固態(tài)電池以固體材料取代液態(tài)電解質(zhì)，使電芯對撞擊、穿刺和高溫更具抵抗力，大幅降低起火風險，更重要的是顯著提升單位重量能量密度，為電動航空打開新的想象空間。
根據(jù)項目團隊披露的數(shù)據(jù)，“Helios Horizon”此前搭載的鋰離子電池組能量密度約為260 Wh/kg，而此次換裝的固態(tài)電池則達到410 Wh/kg，提升幅度約六成。 作為首席試飛員兼公司創(chuàng)始人，伊圖爾門迪表示，隨著技術(shù)路線進一步成熟，這一指標在未來兩年內(nèi)有望在現(xiàn)有基礎(chǔ)上再提升約40%。
在補能方式上，“Helios Horizon”的電池組可以通過普通交流電插座進行充電，無需配套專用基礎(chǔ)設(shè)施，亦支持快速充電，在15分鐘內(nèi)即可將電量補至80%左右。 飛機機翼上安裝的太陽能電池板以及將螺旋槳在滑翔和下降階段反向作為“風力渦輪”使用的再生系統(tǒng)，也能在飛行過程中回收能量。伊圖爾門迪在試飛后表示，“再生飛行可以顯著延長飛機的航程”。
“Helios Horizon”本身由皮皮斯特雷爾Taurus動力滑翔機改裝而來，項目團隊在此基礎(chǔ)上集成了自研電池管理系統(tǒng)、定制化電推進系統(tǒng)、熱管理控制系統(tǒng)以及帶有太陽能組件的機翼加長結(jié)構(gòu)。 該機此前已經(jīng)在其重量級別中創(chuàng)下純電動飛機世界高度紀錄，最高飛至24000英尺（約7315米），團隊下一階段目標是沖擊40000英尺（約12192米）的商用客機巡航高度，相關(guān)平流層飛行計劃預計于今年晚些時候展開。
雖然“Helios Horizon”在固態(tài)電池航空競賽中暫時領(lǐng)先，但并非唯一參與者。中國eVTOL制造商億航已與Inx Energy合作，將鋰金屬固態(tài)電池應用于兩座EH216-S飛行器試驗中，并實現(xiàn)了能量密度達480 Wh/kg、電池持續(xù)供電48分鐘的飛行記錄。 電池巨頭寧德時代則對外展示了能量密度約500 Wh/kg的“凝聚態(tài)電池”技術(shù)，并表示已啟動相關(guān)航空應用測試?？湛团c雷諾也簽署聯(lián)合研發(fā)協(xié)議，目標是在本世紀30年代前后將電池能量密度提升至現(xiàn)有水平的兩倍左右，以支撐中程航線混合動力或全電動客機的研發(fā)。
目前，上述大多數(shù)項目仍處于技術(shù)驗證階段，距離取得航空監(jiān)管機構(gòu)適航認證尚有不短距離。但“Helios Horizon”此次實機載人試飛被業(yè)界視為跨越關(guān)鍵節(jié)點的一步，與此前僅停留在實驗平臺或?qū)嶒炇覕?shù)據(jù)層面的演示有著本質(zhì)不同。 如果固態(tài)電池能量密度真如伊圖爾門迪所預期那樣在未來幾年持續(xù)提升，這次看似平凡的短程試飛，很可能只是電動航空歷史新篇章的序章。
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