百科知识我们离“开飞机上班”有多远

_本文原题：我们离“开飞机上班”有多远
如果你生活在大都市，当面对立交桥上一动不动的“车龙”时，也许有个瞬间你会脑洞大开：要是能开着飞机上班就好了！
这并非戏谑，很有可能是未来的一种真实场景。 1997年上映的法国科幻电影《第五元素》就描绘了未来的空中立体交通，公共汽车、出租车、私家车在空中飞来飞去。可见， 20多年前，人们就幻想过让飞行器进入寻常生活。

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去年12月11日，英国广播公司（BBC）报道称，世界上第一架全电动商用飞机已完成首次试飞，从加拿大的温哥华起飞，飞行时长约15分钟。这架飞机改装自一架水上飞机，名为“海狸” ，可以乘坐6人，由加拿大港湾航空公司创始人兼首席执行官格雷格·麦克杜格尔驾驶。
在加拿大试飞的“海狸”并非世界首架试飞成功的电动飞机，中国在去年10月28日也试飞了自主研制的四座电动飞机RX4E ，是在辽宁沈阳财湖机场首飞成功的。这架飞机由辽宁通用航空研究院研制，起飞重量达1200千克，续航时间1.5小时，航程300千米。

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【百科知识我们离“开飞机上班”有多远】
这两次成功试飞标志着人类已经跨入电动飞机时代。今后人们的出行可能会更多地依赖飞机，甚至飞机会变得像今天的小汽车一样普遍。更重要的是，电动飞机预告了一个可持续发展的时代的来临，并会从通勤上给予人们更多的幸福感。
2019年6月，极光大数据以国内GDP排名前10的城市作为研究对象，发布《2018年中国城市通勤研究报告》。报告显示，排名第一的北京，平均通勤路程13.2千米。每天有610万人乘公共交通工具出行，其中，超过20%的人要在地上地下换乘，有50万人每天平均乘车时间超过3小时。
同样根据这份报告，北京、上海、广州、深圳这四座城市，每天通勤的拥堵时长占通勤总时长的比例分别为51%、46%、48%和44% ，这意味着拥堵夺去人们上班路上一半的时间，也偷去了大多数年轻人的青春。如果以全年232个工作日计算，在北京，每人每年在通勤路上光是拥堵就耗费174个小时。

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时间就是效率，时间也是金钱，时间更是幸福。仅以幸福而言，无论是上班、社会交往，还是生活购物，通勤时间越短，人们就越幸福，反之则焦虑和痛苦。
2019年2月，《中国青年报》社会调查中心联合问卷网，对1966名在大城市工作的青年进行的一项调查显示， 85.3%的受访青年称，通勤不便降低了自己的幸福感。受访者在生活中最常遇到的通勤问题是：交通拥堵（66.9%）、耗时长（61.5%）和距离远（50.5%）。
在路面通勤变得更困难，交通更拥堵的情况下，立体交通就具有更大的优势，小型电动飞机也将成为人们的通勤选择。正如麦克杜格尔所称，更便宜的电力短途航班可以改变人们的出行方式和工作地点。如果人们愿意开一小时车去上班，为什么不坐15分钟的飞机去呢？
电动飞机的优势也不只是在空中飞得快，它的另一个巨大的优点是节能和环保。这是确保人类社会向着可持续方向发展的一条正确之路，也是必由之路。现代的化石燃料飞机对全球温室气体排放和全球变暖负有重要责任，很多环保人士在通勤时选择不乘坐飞机。

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欧盟委员会的研究显示，全球航空运输所产生的碳排放大约占到了人类活动所排放的二氧化碳总量的2.8%～3% ，而且，鉴于民航业成为全球增长最快的碳排放源之一，国际民用航空组织（ICAO）一直在鼓励人们更多地使用高效的生物燃料发动机和更轻的飞机材料，并优化航线。电动飞机就是在这种情况下应运而生的。
现在看来，加拿大的“海狸”电动飞机既可以不烧燃油以减少温室气体排放，又可以在维护成本上节省数百万美元，因为电动马达的维护成本比燃油发动机要少很多。
不过，电动飞机现在最大的短板是，续航时间和飞行距离短。加拿大的“海狸”电动飞机加装了一台由美国MagniX公司研发的750马力的电力推进系统，该系统使用被用于国际空间站的锂电池，可让飞机持续飞行约160千米。
中国的RX4E飞机续航时间1.5小时，航程300千米，优势更加明显。但是，无论是160千米还是300千米，对于从一个城市到另一个城市或在一个大城市内作为通勤工具，已经绰绰有余。即便“海狸”电动飞机依靠锂电池只能飞行160千米，对于大多数加拿大港湾航空公司的短途航班来说已经足够，未来如果用于北京、上海、深圳等城市，当然也不成问题。

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锂离子电池被视为今天的“电动能源之最” ，但是该电池的发展也出现了瓶颈，现有体系的锂离子电池能量密度已经从每年7%的增长速率下降到2% ，并正在逐渐逼近极限。其中一个重要的原因是，锂电池会产生重大安全问题——枝晶。
锂离子电池放电时锂会被氧化成离子进入电解质最终抵达正极；重新充电时，这些锂离子会再沉积到锂金属负极的表面。这种沉积往往不均匀，随着锂电池的频繁使用，锂金属表面会长出针状或树枝状的锂枝晶。枝晶生长得过长就会折断，不再参与反应，给电池体系带来不可逆的容量损失。更危险的是，长大的枝晶会刺破电池正负极之间的隔膜，造成短路，可能造成电池过热自燃或爆炸。
因此，现在除了要对锂离子电池研究有所突破以实现能量密度更高、更安全、充电更快外，还可以研发超越锂离子电池的新动力电池，如锂硫电池、锂空气电池、钠离子电池等，从而满足电动飞机的需求，也满足电动汽车、火车和轮船对于电池动力的新需求，由此就有可能让电动飞机飞得更远，续航能力更强。
未来，如果锂离子电池的性能有了大幅提升，或研发出动力更强大的动力电池后，电动飞机续航时间和飞行距离短的问题便会迎刃而解，能够飞行500～1000千米、搭载5～10人的小飞机就会成为城市内、城际之间的新型运输工具。这些电动飞机相较于大型的、可飞行数千千米的民航飞机有着独特的优势。由于成本低、环保，而且能满足一般人的通勤需求，其机票的价格会大大低于大型燃油飞机，而且小型电动飞机的航线会越来越多，也会更灵活，甚至可以按需飞行，就像私家车一样。

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国际上一些大公司已经在对电动飞机的运营进行布局，现在已经开始筹划空中租车服务的公司超过20家，包括波音和空中客车等传统飞机制造商，西门子、Lilium等电子巨头以及共享出行巨头优步（Uber）。特斯拉创始人埃隆·马斯克此前也曾发推特表示，特斯拉有望在5年内推出电动飞机，理由是，虽然目前在能量密度方面，航空燃油胜过锂电池，但电动发动机的重量要轻得多，而且将储存的能量转化为动能的效果比燃油内燃机好得多，当然也更环保，成本更低。
未来已来。当更节能、更灵活方便的电动飞机成为像私家车一样的通勤工具时，所有人的生活也将升级换代。分页标题
本文摘自《百科知识》2020.03A
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