新泽西州的一名歇业钟表商兰德尔·费希曼（Randall Fishman）是个飞行迷，他把大量的时间花在了飞行于哈德逊河的上空。尽管他有30年的飞行经历，却仍然向往用一种更完美的方式来飞行。2006年，费希曼改装了一架悬挂式滑翔机：去掉内燃机后代之以电池作为动力。“我就是不喜欢内燃机的振动和噪声，”他说，“电动飞翔，就像儿时的梦一样可以在空中静静地翱翔。”

 

　　费希曼先生是如今国际上正在增多的电动飞行爱好者群体中的一员。从电动飞行器的发展趋势看，由悬挂式滑翔机和超轻型飞机开始，到现在的双座航空飞行器，包括今年6月在法国布尔歇举行的绿色航展上展出的十数架电动飞行器，以及7月在威斯康辛州奥什科什举行的实验航空器协会的年会上，人们都在看好绿色环保的电动飞行器。

 

　　电动飞机的理念有许多优点，既适合用来驱动螺旋桨，也不需要变速箱，其输出的转矩在加速飞行的同时，也降低了机身自重和机械的复杂性。由于不存在燃料箱破裂和爆炸的问题，意味着只需相对较少的维修保养，而这对于航空器来说绝顶重要。

 

　　早先的问题是，提供动力的电池往往重量大，而采用锂离子电池后重量可减轻许多。据英国剑桥大学工程系的保罗·罗伯逊（Paul Robertson）估算，锂离子电池的能量密度为0.15 KWh/Kg（千瓦小时/公斤），而汽油的能量密度则为12.5KWh/Kg,尽管后者能量利用率仅为30%，但其能量密度依然达3.7KWh/Kg，即25倍于锂电池的能量密度。即使如此，罗伯逊认为，只要电动飞机具有提供更大升力的高效机翼，制造电动飞行器是可行的。

 

　　从空气动力学角度看，升力随重量、推力及阻力（空气阻力）而变。机翼能创造比阻力大的升力，其具体大小取决于电动飞机的设计及流经它的空气的流速。轻型飞行器升阻比（升力与阻力之比）为10:1；而悬挂式滑翔机的这一比值约为15:1（意味着无发动机的悬挂式滑翔机恒速飞行时，高度每下降1米可向前飞行15米）。

 

　　罗伯逊博士目前正在研制一种翼展为10米（33英尺）、升阻比为18:1的双发动机电动超轻型飞行器。从理论上说，这种飞行器只需很小的推力就可在空中滞留。罗伯逊希望这种飞行器能够飞行40分钟左右，如增加电池组，则可飞行更长时间。因此他认为，电动飞行是一桩愉快安静而低成本的事。

 

　　德国滑翔机制造商兰格航空公司于1966年开始研制电动滑翔机。目前，兰格公司生产的安塔尔20E单座滑翔机，其螺旋桨由40千瓦电动机驱动，提供电能的锂电池则装在机翼的前侧，一次充电可升高至3000米。尽管同样的能量对于大部分无发动机的飞行器来说可以增加航程，但对于安塔尔20E而言，在保持一定高度的同时可增加续航时间。安塔尔20E被认为是第一架合格的且在流水线上生产的电动飞行器，迄今已售出50架。德国另一滑翔机制造商Schempp-Hirth公司，目前正在研制Arcus E双座电动飞机，其电力系统则由兰格公司提供。

 

　　电动滑翔机固然不错，但最终的目标是制造出既适用于滑翔、又可用于长途旅行的电动飞行器。费希曼先生目前正在研发的一种称为ElectroFlyer-X的电动双座飞行器，其翼展15米，升阻比约为30:1，安装在机内的充电装置3小时完成充电后，续航时间为2小时，时速可达128公里。一旦试飞成功后，费希曼计划以每架8万美元的价格出售ElectraFlyer-X。

 

　　然而，全球关于航空器认证的规定各有不同，尽管对各种轻型游览飞机设有这样或那样的规定，但很少涉及电动飞机。在美国和其他一些国家，自制的航空器不必进行像商业飞机那样繁复的审查过程，可以“试验性”飞行。斯洛文尼亚轻型飞机制造商Pipstral公司认为，电动飞机鉴定过程的缺失,正阻碍着这项“正在成熟和发展的”技术。虽然Pipstral公司生产的“金牛座”电动滑翔机已获准出售给法国。

 

　　另一家寻求鉴定的是Yuneec公司。今年1月，该公司的创建者成为公司的双座E430电动飞行器的第一批乘客。公司的简便机场邻近上海的研发中心，包括设在伦敦附近的营业厅也准备就绪，公司计划以8.9万美元的价格出售E430电动飞行器（包括电池组在内）。受遥控电动飞机的启发，公司的创建者说，E430的飞行成本仅为1小时5美元――约为一般的双座内燃轻型飞机飞行成本的十分之一――42千瓦电动机、3.8米翼展的E430的飞行时间可长达3小时。

 

　　根据电动汽车充电后可增进车辆行程的技术，在飞行或滑翔时，飞行器亦可借助螺旋桨的旋转给电池充电。这有点类似电动汽车的再生制动功能，与丰田普锐斯电动车获取动能的特性有些相像。与此类似，在飞行器上增加一台“增程器”，以此给电动机提供动力或给电池补充电能（通用汽车公司雪佛兰“伏特”系列电动车即采用此项技术），包括瑞士探险家伯特兰·皮卡德（Bertrand Piccard）期望的那样，利用机翼上的太阳能发电装置进行环球飞行。

 

　　皮卡德的“阳光动力号”太阳能飞机翼展超过63米，与空中客车A-340差不多，其动能是通过覆盖在机翼和水平尾翼上的11628块太阳能电池发出的电能，平均时速为70公里。白天，锂聚合物电池（约占飞机重量1600公斤的四分之一）在飞机飞行的同时进行充电，夜晚，则由这些充满电能的电池驱动飞机。皮卡德的环球飞行计划分为5个阶段，每一阶段约需4至5天的持续飞行（大抵相当于飞行员能耐受的程度）。今年4月，第一架“阳光动力号”样机以飞行36小时结束，试飞获得成功。第二架样机预计在在2012年建造完成，届时将用来尝试创造记录（7月8日，“阳光动力号”成功完成了为期26小时的不间断飞行。这是世界首次太阳能飞机夜间试飞，展示了仅靠太阳能驱动实现环球飞行的可能性。这是太阳能飞机迄今飞行距离最长、飞行高度最大的一次试飞。它的最大飞行高度为海拔8564米，平均时速为43公里，最大时速为126公里――译者注）。

 

　　另一个飞行更远距离的方法是使用氢燃料电池，由于氢比空气轻，经压缩后可以储存在专门容器中。尽管这会增加飞机的重量，然而德国航天中心对安吉尔20E滑翔机进行了改造（改造后的机型为安吉尔DLR-H2），尝试以氢燃料电池作为动力的飞行；包括波音公司也计划在迪莫纳电动滑翔机的基础上，将其电能系统改为氢燃料电池。甚至生产大型电动直升机的美国联合技术公司和西科尔斯基公司，也在进行类似的计划。

 

　　美国联合技术公司研究中心主管戴维·帕尔克（David Parekh）认为，燃料电池可以驱动小型电动直升机和无人驾驶侦察机。但不管飞机的大或小，看来依然难以超越航空燃油的能量密度。

 

　　或许情况是这样的。但是我们不应忘记，仅在100多年以前，重于空气的飞行器在空中飞行似乎是一个不可能实现的梦想。然而，在1903年的12月17日，莱特兄弟驾驶的简易飞机成功地在空中进行了短距离飞行。当时飞机备有12马力（8.9千瓦）的汽油发动机，相比皮卡德“阳光动力号”的6千瓦电动机（共有4台），其体积大不了多少。当年其兄长威尔伯·莱特最远的飞行距离仅为260米；而现今，皮卡德先生的“阳光动力号”将完全不用燃料而环游世界。