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最大全电动飞机首飞成功,电费低到不敢信…

截至8月7日当周,受地缘政治等复杂因素影响,航空业运转不可或缺的喷气燃油均价升至每加仑3.50美元,同比涨幅达63%。对于多数中型航空公司,能源成本可占运营成本的三成上下,燃油涨价同时也意味着票价升高、航线取消和季度业绩预警。

8月12日清晨,在美国纽约州北部小城普拉茨堡(Plattsburgh)的支线机场上,一架翼展32.3米、机身长23.2米的飞机,完成了从滑行、起飞、爬升,到机动、降落的全套飞行。总飞行时长约27分钟,飞行高度可达约335米。最关键的是,全程没有消耗一滴航空煤油。

这架飞机名为 X1,由初创公司 Heart Aerospace制造,是迄今飞上过天空的最大全电动飞机。

首飞结束当天,公司宣布,此次飞行的电力消耗折合当地电价仅约5美元。作为对比,一架同尺寸燃油飞机完成同规格飞行,按照现在的油价计算,耗能成本约为数百美元。

用特斯拉的逻辑颠覆航空业

2013年,在瑞典读博的安德斯·福斯伦德(Anders Forslund)前往美国麻省理工学院(MIT)访学,他在当地观察到两个关键趋势:无人机技术开始规模化,特斯拉(Tesla)证明电动汽车不再只是环保主义者的幻想。站在交汇点,安德斯判断,电气化终将改变航空业,剩下的只是时间和路径问题。

回瑞典后,安德斯加入由瑞典创新署(Vinnova)出资的电动航空研究项目 Elise,也结识了后来的妻子克拉拉。2018年,两人在哥德堡一座退役军用机场的机库里创办了航空公司 Heart Aerospace。

2019年,Heart Aerospace从12,000份申请中突围,入选硅谷创业孵化器 Y Combinator冬季批次。首次演示日上,安德斯用两分钟演讲拿下瑞典风投机构 EQT Ventures的200万美元。2021年,比尔·盖茨(Bill Gates)创立的突破能源风险投资基金(Breakthrough Energy Ventures)为其领投3,500万美元 A轮,联合航空(United Airlines)和梅萨航空集团(Mesa Air Group)参投;2024年 B轮融资1.07亿美元;截至目前,公司累计融资约1.92亿美元。

2025年4月,Heart Aerospace宣布将总部迁至洛杉矶。原因在于,欧洲市场的开拓远不及预期,即便有航空脱碳的讨论,但重心一直放在提高传统航油混掺生物燃料的比例,对电动和氢能等新路径的支持力度有限。而更有潜力的目标客户、投资人、供应链和适航监管机构都在美国。

用纯电做验证,混动做落地

提及电动飞机,很多人脑海中浮现的可能是电动垂直起降飞行器(eVTOL),这也是过去五年备受关注的技术概念,其产品形态更接近直升机或大号无人机,靠多个可倾转旋翼实现垂直起降,主要面向城市短途空中出租车场景。

但 X1要做的是电动常规起降飞行器(eCTOL),外形和机场里停放的支线涡桨飞机基本一样:使用固定翼构型,也需要跑道。未来,Heart Aerospace计划用可量产的混动机型 ES-30替代欧美市场中运营多年的 ATR42、萨博340等30~50座支线飞机,与波音737和空客 A320等民航客机走的是同一套认证标准。

验证阶段用纯电,落地就变成混动,Heart Aerospace为何放弃了更宏大的技术愿景?

原因在于,对飞机而言,重量是最大的敌人,携带燃料的能量密度成了硬限制。起初,公司确实想做19座纯电机型 ES-19。但很快,他们发现,当前技术水平下最好用的商用锂离子电池组,能量密度最高也只能达到航空煤油的1/75,业界公认的年改进率仅在5%上下。未来十年,电池都追不上化石燃料。

图|2019年 YC演示日上的创始人夫妇(来源:Heart Aerospace官网)

而且,航空规章要求飞机必须携带足够抵达备降机场的能量储备,光是让电池承担这一部分,重量就会让大部分航程变成遥远的想象。

2022年9月,Heart Aerospace转而推出30座混合电动机型 ES-30:燃料承担长途和备降需求,电池只覆盖经济性最优的短距离航程。

具体动力方案又经过几轮迭代,最终在2024年5月确定为独立混动架构,放弃标志性的支撑翼和机腹大型电池舱等特殊设计,改用两台现成的涡桨发动机。首席技术官(CTO)本·斯塔布勒(Ben Stabler)给出的解释是,公司不希望把有限的资源全砸进自研涡轮发电机。

在这个架构下,ES-30两侧机翼内外侧分别安装一台电动机和一台涡桨发动机,四台动力单元互相独立,两种动力系统都可以独立驱动飞机完成飞行。纯电模式下航程约200公里,覆盖典型短途支线航线;打开燃油发动机后,在减载至25名乘客的情况下,航程可延伸至约800公里。

电池方面,Heart Aerospace从2023年开始与英国航空防务巨头 BAE系统公司(BAE Systems)合作开发 ES-30的电池包,目标是使能量密度达到商用锂电池水平的两倍以上。当然,这依然远低于航空煤油。

作为一架全电验证机,X1的动力来自四台400千瓦电动机,总安装功率1,600千瓦。首飞中,其全电推进系统实际输出功率超过1兆瓦,可支撑11吨级机身起飞、爬升和机动阶段的能量需求。性能参数方面。X1的速度上限约为259公里/小时,飞行高度理论可达610米,支持单人驾驶。

事实上,电动机还拥有一个隐性优势:喷气发动机和涡桨发动机在高空中会损失功率,需要涡轮增压或其他补偿机制;而电动机可在任意高度输出额定功率,这将减少机械系统的复杂度、降低维护成本。

对飞机比较了解的人可能会看出,X1的机身比例有些古怪,其翼展相比常规机型长得多。原因不复杂,更长的翼展在较低速度下也能产生足够升力,弥补电池带来的额外重量,同时在低速下降低巡航能耗,这是电动飞机必须做出的妥协。

图| X1机翼不成比例地长(来源:Heart Aerospace官网)

借力打力:用现成技术颠覆现有产业

需要注意一点,Heart Aerospace宣称的5美元成本只涵盖飞行中的电力消耗,并不包括地面滑行耗电、员工成本、维护和折旧费用、地面充电设施的资本开支等。而这些成本项加总,才是航空公司真正关心的数字。

对此,Heart Aerospace的目标是,ES-30投运后相比同级传统支线飞机降低40%以上的运营成本,除了更低的单位时间能源成本,简单的电推进系统结构也将减少维护工时和换件需求。随着未来全球对碳排放税、环境附加费等征收不断加码,混动飞机面临的边际压力将远小于传统飞机。

该愿景显然打动了航空巨头。截至 X1首飞,Heart Aerospace已披露总额高达94亿美元的客户订单承诺总额,主要来自联合航空、加拿大航空(Air Canada)、梅萨航空集团和美国半私营支线航空公司 JSX等。不过,在航空工业,带有市场信号意味的“承诺”和真金白银砸下的“硬订单”之间往往存在巨大落差,

在北美地区,支线航空是一个成熟且规模巨大的市场,技术难度也相较长途低,因此早有公司试图对其进行电气化改造。以色列公司 Eviation一度被视为该领域最有希望的公司之一,但其9座全电动飞机原型 Alice在2022年完成8分钟首飞后再无新动向。2025年2月,公司经历大裁员,目前几乎停摆。曾经宣布要在2030年推出186座电动飞机的 Wright Electric在2023年后也基本进入沉寂状态。

从中可以发现,Heart Aerospace的保守架构选择反而成为优势:不强求短期内做出物理不成立的架构,而是借助常规固定翼、常规起降、现成涡桨、成熟适航路径等现有技术,瞄准一个已经存在数十年、需求明确但增长乏力的市场,试图用电气化对其重新定义。

前路仍长

美国联邦航空管理局(FAA)在今年7月23日为 X1颁发了实验类特殊适航证书(SAC-EC),同时通过“航空可持续转型资助计划”(FAST)为 Heart Aerospace提供410万美元资助,用于开发 ES-30混合电动推进系统。

接下来,公司最重要的节点是下一代原型机 X2的首飞。前代 X1初步跑通了 ES-30设计的气动外形、结构、飞控、能量管理和电推进系统在商用飞机尺度下的集成能力,但这并不是量产前的最终测试版。真正的独立混动架构实现还要等到 X2,届时将验证电动机与涡桨发动机的协同工作、能量管理和飞控逻辑。

之后是预生产原型机、地面测试、试飞取证。ES-30型号合格证目标已推迟至2029年后,商用运营目标定在2031年。这个时间表在行业中算得上激进,但现实是,由于需要从头建立相应技术标准,全球尚无任何一款兆瓦级航空电池组通过商用航空器适航认证。

更何况,Heart Aerospace目前的融资数额对于造飞机而言还远远不够。行业历史中比它烧钱更多的公司,倒下的比比皆是。后续能否募到足以覆盖未来现金流缺口的资金,将直接决定它能否活到量产。

安德斯预见了特斯拉对汽车的颠覆,但在电动航空领域,Heart Aerospace能否成为下一个特斯拉,抑或只是又一轮清洁技术泡沫破裂前最后的高光,就看 ES-30能否飞入2030年之后的天空了。

责任编辑: 李华  来源:DeepTech深科技 转载请注明作者、出处並保持完整。

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