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在航空業，大部分混合動力設計基于串行體系結構，首先是燃油引擎（內燃機或是渦輪機）驅動發電機，然后發電機為電動機提供動力，在轉動推進器的同時為電池充電。在這個方案中，電池提供起飛所需的爆發動力，這樣就可以讓技術人員將燃料引擎調整到理想的運行速度。懸掛在機翼上的大型噴氣發動機只用來保障飛機起飛，在其他時間基本都處于閑置狀態，而且還增加了飛機的重量。

當然，混合動力還有其他優點。通過電纜分布動力，混合動力設計可以把推進器放在任何想放的位置，而不必將所有組件都布置在巨大的引擎附近。有些混合動力設計設想將推進器放在機身尾部，甚至放在垂直穩定翼的頂部。

目前，有兩大聯盟正致力于研究混合動力。在歐洲，除了“城市空中巴士”項目之外，空客公司還和西門子、勞斯萊斯組成了聯盟。在美國，波音和捷藍航空參加了由位于華盛頓柯克蘭的初創公司Zunum Aero管理的一項競爭項目。兩大聯盟都聲稱將于本世紀20年代初期實現空中混合動力。

空客集團計劃從改造現有飛機入手，他們選擇的是英國宇航公司型號為146的一架100座飛機，在其4個翼吊短艙中，有一個放置的不是引擎，而是一個2兆瓦的電動機。機身中有一臺小型燃氣輪機旋轉驅動發電機（可以減小空氣阻力），為電動機提供動力。如果電氣系統出現故障，3個傳統動力推進器能保證飛機安全飛行。據報道，空客公司準備在明年的巴黎國際航空展上展示這款混合動力飛機。

美方聯盟則對其計劃守口如瓶。2017年8月，通用航空發布了一份白皮書，概括了其在混合動力電動發電機方面進行的實質性工作。在一次地面試驗中，通用航空公司用一臺額定功率為1兆瓦的電動機驅動了直徑3.3米的螺旋槳。另一次試驗中，它使用通用F110型噴氣發動機中的壓縮機驅動1兆瓦的發電機，引擎同時持續產生推力。

雖然關于兩大聯盟更詳細的消息很少，但它們還是在采訪中很清楚地說明，它們正致力于4大類技術的改進：電池容量、電動機和發電機重量、電力電子的效率以及機身材料和設計。比如在歐洲聯盟中，西門子致力于改進發動機、發電機和電子設備。此外，西門子已對部分小型飛機進行全電動設計改造，確信將部件組裝到飛機內，即可對它們進行整體優化。

“通過研究從飛行員到螺旋槳等所有環節，我們正在積累整體電推進系統的經驗。”西門子電動飛機部主管弗蘭克?安東（Frank Anton）說道，“要了解這些，唯一的方法是實際操作。”

相較而言，電動機體積小、重量輕，有很多可選部件。你可以在機翼上安裝一系列小型推進器，縮短起飛距離。NASA甚至在研究沿著機翼邊緣安裝一堆螺旋槳的設計，這樣就可以按需引導操縱面的氣流，提高升阻比。結果就是機翼變得更短、更窄。

安東說：“若將電力從推進力中分離出來，瞬間你就會擁有各種矢量推力的應用。”

降低電動系統重量的關鍵挑戰有以下兩個：首先，必須提升電池的能量密度，這是一個漸進過程，直到鋰離子電池完全被某種全新的技術所替代，如金屬空氣電池；第二，電動機以及電動發電機的功率密度也要提升。當然，這是西門子的專長。

西門子在全特技飛機的前端安裝了公司自己生產的SP260D航空電動機，其重50千克、功率為260千瓦，功率重量比高達5.2千瓦/千克。（半特技飛機的功率重量比與其大致相同，但體積僅為其一半多。）2016年，艾克斯特330LE于德國丁斯拉肯場地首次公開飛行；2017年創下電動飛機時速340公里/小時的紀錄。西門子的工程師們正在努力研究如何進一步提升電動機的功率密度。

在布達佩斯研究中心，巴拉茲把我帶到一間實驗室的工作臺前，遞過來一個被鋸成兩半的電動機。這是定子的一半；定子是旋轉的轉子周邊的固定部分。鋸開的表面里嵌有銅繞組的矩形橫截面，看起來就像墻上堆砌的磚塊。這種直線結構是實現高功率的關鍵，能防止空氣間隙干擾電線與液體冷卻外殼間的熱傳導。因此，必須要將熱量轉移出去，否則電線絕緣就會被損壞，進而造成短路。

巴拉茲表示：“我們需要比圓形電線更均勻的熱傳導，也希望電絕緣性能更好，這些對航空電機來說很重要。”而西門子在日本供應商古河電氣工業株式會社專門定制了這種電線。

工程師們每天進行著這些枯燥乏味的研究工作，將重量一克一克地減輕。這種手工方法讓這些人造寶石比勞力士手表都昂貴。當我拿起一個掂一下它的重量時，巴拉茲表現出了明顯的擔心。于是，我趕緊小心地把東西放回去了。

巴拉茲告訴我，再過幾年，每年都會制造出數以千計的電動機用于空中出租車，西門子及其所有制造空中出租車的競爭對手預言的這種車輛將像蝗蟲一樣穿行在城市中。那時電動機的單位成本將會下降，可能會低于當今內燃機引擎的水平，盡管內燃機里有成百上千的零部件及無數復雜的機械交互作用。

最終，革命性的改進將取代點滴的雕琢。一個重大突破是20世紀80年代初，通用汽車公司和住友特殊金屬株式會社分別在電動機中引入了超強釹磁鐵。下一個重大變革就要瞄準超導線纏繞電磁鐵的機器了。