航空器动力有新课题,微波也能驱动飞机飞行!

民航观点汇 2024-07-03 15:08:02

作者:拉上窗帘

飞机自诞生以来一直使用化石燃料,包括汽油和煤油。近年来人们尝试生物燃料,但仍属于碳基。不包括滑翔机和热气球的话,人们还探索过核能和煤炭——现在人类加大了对电力和氢能驱动的研究,然而可能还有一种方式:微波飞行!

图:微波飞行示意 网络图片

微波飞行的设计很简单,只要在空中或地面建设高能微波站,使用微波波束定向照射飞机即可。为此飞机的机翼面积可能需要加大,底部或顶部需要安装吸收装置。微波飞行是依托电力飞行实现的,它需要将从地面吸收的微波转换为电能,再通过电能驱动飞机前进。

使用过微波炉的朋友都有体会,微波波束可以传递强大的能量,比太阳能电池板高效许多。早在1975年的时候,美国宇航局就进行过类似实验,使用碟型天线向空中发射电力。2022年美国一家叫做“爱莫得(Emrod)”的公司与空客合作,在德国演示了向100多英尺高的飞机发射微波能量。而早在上世纪80年代,加拿大也进行过类似研究,称为“SHARP”。

图:由地面微波驱动的“SHARP” 网络图片

微波飞行具有美好前景,因为微波不受云和夜的影响。它不仅可用于民航,也可用于军事和救援等。比如说美军的B-2轰炸机,可在微波站照射下轻松巡航全球。再比如从伦敦飞到北京,只要不断有微波站照射,起飞时多少有点儿油就够了。还有寻找MH370的工作可以交给大型无人机,没电了就回迪戈加西亚“接收微波”,晚上也不怕!

但微波飞行目前确实还面临许多问题,例如功率还不够大到给737充电,微波发射距离太短。为了充电飞机需要降低高度,但只有垂直于发射天线时能量才会集中,等等。而且电力飞行现在还只能应用于轻型飞机,737或A320的电力驱动愿望尚遥无时日……

图:空客的示意图 网络图片

能量产生波,波就是能量。微波的波长比激光大,抗干扰能力强,现在已广泛应用于医学领域,军事应用也很有前景。它会不会成为有效的飞行驱动方式呢?至少做为研究,这是很有意思的课题。现在无人机日益普及,多数面临续航能力短等问题。如果微波充电可行,至少可以在无人机领域得到应用。

微波对空充电目前还面临环保问题,因为鸟类误入波束可能瞬间烫熟,搞不好还会损伤飞机上的乘客。它虽然可以设计为“定向波束”,但泄露问题肯定也会非常严重。此外它的传输与转化效率,也是反对者重要的理由之一。

然而如果真的可行,不仅飞机的商业酬载可以获得大幅提升,机场跑道也可以大大缩短,前景依然值得期待。

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