出品/星动无极
10月28日上午,三张停机坪照片在社交平台传开。机身红黑涂装,前部印着“中国商飞”和“COMAC”,T型尾翼上标着“CE-25A”,后机身刷着“B-0EFH”。最显眼的是两侧机翼内侧上方,各自并排装了五个涵道风扇,全机十个。
照片没有随附官方说明。中国商飞至今未就这架飞机发布消息,也没有确认它是否完成过滑行或首飞。机身涂了编号,不等于办完国籍登记或临时登记,从照片上判断不了它的试飞状态。照片传开当天,部分转发把风扇位置描述成鸭翼,从画面看风扇装在机翼内侧上方,机翼本身是常规下单翼。
能核实的信息来自另外两处。2023年11月第六届进博会上,中国商飞展出过 CE-25A 的缩比模型,展牌写明这是一架19座全电通勤飞机,航程400到500公里,最大巡航速度400公里每小时,当时已完成缩比验证飞行。今年8月,江苏省工信厅“三首两新”拟认定技术产品公示清单里,出现了一项由航天海鹰(镇江)申报的产品:“CE-25A 超24米级大尺寸全复材低空新能源载人飞机机翼”。
24米这个数字值得单独看一眼。同为19座级的比奇1900D,翼展约17.7米;48座的 ATR 42-600,翼展24.57米。一架19座的纯电飞机,机翼尺寸追上了四十多座的支线客机。
把机翼拉长的原因是阻力。飞机平飞时机翼下方压力高于上方,翼尖处气流上翻形成涡流,产生诱导阻力;同样重量、同样高度和速度下,翼展越长,这部分阻力越小。滑翔机用细长机翼就是为了这个。对一架电池重量固定、必须省着用电的飞机,减阻是最直接的航程来源。
代价是结构。翼展越长,主梁承受的弯曲载荷越大,用铝合金保证强度和刚度,机翼就得做厚,多出来的结构重量会把减阻省下的电吃掉一部分。CE-25A 这副超过24米的机翼用全复材,就是为了在拉长翼展的同时控制结构重量。
电池是另一道硬约束。航空煤油的能量密度约每公斤12000瓦时,当前航空级锂电池在300到350瓦时每公斤,差三十到四十倍。宁德时代2023年4月发布的凝聚态电池单体能量密度最高500瓦时每公斤,明确提到正在合作开发民用电动载人飞机;同年7月,宁德时代与中国商飞、上海交大企业发展集团合资成立“商飞时代”,负责电池、电机和电控。这架飞机装的是哪款电池、整包比能量做到多少,目前没有公开。
纯电飞机还有一个与油动飞机不同的约束:重量不随航程减少。航油烧掉,飞机变轻,维持平飞所需的升力和阻力跟着下降;锂电池放电只是锂离子在正负极之间迁移,起飞时多重,落地前还是多重。再加上必须留出的备份电量,可用能量被进一步压缩。
按现行小型商业运输规章的燃油要求作参照,白天目视飞行除飞到计划着陆点外,至少还要按正常巡航多带30分钟备用油。换到纯电飞机上,这部分电量在正常航段不能动用,但对应的电池重量全程都要带着。按400公里航程估算,仅30分钟备份就要占掉整包可用电量的四分之一到三分之一。
这解释了为什么19座、400公里是当前技术条件下的合理选择,也解释了海外同行的转向。瑞典 Heart Aerospace 2022年放弃早期19座纯电方案 ES-19,改推加装涡轮发电机的30座混动方案,给出的理由就是用发电机满足备份能量要求。今年8月12日,其纯电验证机 X1 在纽约州完成27分钟首飞,官方稿把“首飞电费约5美元”当作卖点;一个多月后的9月23日,36座商业方案 ES-36 仍然走混动路线,纯电航程200公里、混动航程1200公里。验证机试出来的技术,最后转给了混动商业机型。
NASA 的 X-57 是另一个参照。这架分布式电推进验证机到2023年9月停止飞机测试时,一次首飞都没飞成,但项目留下了电池包放电控温、碳化硅电机控制器、电磁干扰滤波等一批工程结论,写进论文公开,给适航机构和后来者探路。
十台风扇的布局本身也有讲究。燃气涡轮发动机做小,叶尖漏气损失和内部摩擦占比上升,附件系统没法按比例减轻,效率和功重比都会掉;电机做小的代价低得多,总推力可以分摊给多台。风扇装在机翼上方,离地面更高,机翼能挡住一部分向地面传播的噪声;单台失效时,剩余风扇重新分配推力,偏航力矩远小于双发飞机单发停车。
这种冗余成立有前提:单台电机或控制器故障不能牵连同侧其他风扇。如果一侧五台共用一路高压母线,母线断电就会让半边机翼同时失去推力,偏航力矩回到双发单发的量级。现行正常类飞机适航规章要求多套电池和配电系统相互独立,防的就是这种连锁失效。十台风扇背后的高压电网怎么分组隔离,比机翼上摆几台风扇更考验设计。
适航路径还没有先例可循。国内首款取得型号合格证的正常类电动飞机是辽宁通航研究院的 RX4E,四座、最大起飞重量1260公斤,从2019年11月获民航局受理到取证走了五年。换成19座级、十台涵道风扇的非常规构型,电推进系统与飞控、机翼结构的匹配验证只会更复杂。
这架飞机的定位是验证机,不是商业型号。中国商飞北京民用飞机技术研究中心负责预先研究,2024年初的工作会议报道里就把它称作“CE-25A验证机”。它的任务是摸清气动耦合、高压配电和适航验证的底数,不承担跑航线卖票的任务。
国内做这件事的条件与欧美初创公司不同。动力电池、电机、电控有成熟的本土产业链,整机一侧,商飞已经通过 ARJ21 和 C919 走通了客机总体设计、系统集成与试飞取证流程,身边还有能造出24米级全复材机翼的供应商。这三段能力凑在一起,才有可能在不到三年里把缩比模型变成全尺寸真机。
至于四五百公里航程在高铁密集的国内市场卖给谁,答案不在干线。跨海跳岛、偏远山区、地面交通不便的短途航线,才是这类飞机可能落地的场景。这些场景的规模有限,商业上能不能成立,要等电池寿命、机场充电和过站周转的成本数据出来才能算。
电动航空的技术路线还没有定型。谁先把全尺寸验证机造出来、飞起来,谁就先拿到气动、配电和适航验证的一手数据。这些数据在纯电路线失败时也不会浪费,转给混动方案同样管用。

