美国国家航空航天局(NASA)设计的一架实验性的、可能具有革命性意义的全电动飞机将很快进行首次试飞，这将成为电池动力航空的一个重要里程碑。然而，该项目似乎注定无法实现利用电力推进的独特功能重写现代飞机设计规则的崇高目标。它的时间和资金几乎已经耗尽。
该局传奇x飞机计划的一部分X-57麦克斯韦以同时应对航空航天工程中的两大挑战为雄心勃勃的目标出发。它不仅旨在展示一架飞机可以完全由电力驱动，还计划展示将两个大型发动机转换为均匀分布在机翼上的许多小型发动机(这种配置被称为“吹翼”)可以在效率和性能上取得的显著收益。
该计划是通过一系列日益先进的测试飞行器来证明这两个主张。但最终，第一个挑战的复杂性，加上COVID-19大流行造成的破坏，导致时间表一再推迟。因此，该项目的负责人表示，他们不再有资金来推进该项目的最后阶段。
“事实证明，要完成所有这些适航性、合格性和设计挑战，实际上是一项相当艰巨的任务。”
-肖恩·克拉克，美国宇航局
的第一次迭代X-57，修改后的Tecnam P2006T用电动发动机取代汽油发动机的轻型飞机将在今年春天或夏天起飞。(截至1月初，NASA仍不清楚首次航行的确切时间。NASA的官员光谱这将是一项重大成就，使X-57成为少数几架起飞的电动飞机之一。但该团队表示，他们计划在年底前完成飞行测试，并且将不再建造更先进的设计，这些设计具有新颖的机翼配置和分布式推进，例如吹气机翼。
“我们试图做一件非常有野心的事情。尝试做一种新型的机身和一个新的发动机项目不是很典型，因为这都是非常非常具有挑战性的努力，”他说尼克钻他是NASA兰利研究中心X-57项目的副首席研究员。“该机构资助了很多不同的事情，他们对提供给我们的东西非常慷慨。但高层是有优先级的，最终，你必须完成任务。”
该项目的最终目标是利用电力推进的好处重新想象飞机机翼的设计．例如，在机翼爆炸的情况下:前缘上的大量发动机和支柱以高速率迫使机翼上方的空气，即使在低速下也能产生巨大的升力。这使得它可以从较短的跑道起飞，也可以让你缩小机翼的尺寸，减少阻力，提高巡航效率。
这种设计很难用传统的内燃机来实现，因为它们相对较重，而且随着体积的缩小，效率会越来越低。但电动马达却不是这样，这意味着从几个大型马达切换到分布在机翼上的许多小型马达相对简单。
X-57的当前版本，如图所示，由两个电动机提供动力，位于加利福尼亚州的NASA阿姆斯特朗飞行研究中心。卡拉·托马斯/美国国家航空航天局
X-57的最终设计迭代在每个机翼的前端安装了6个小型电动螺旋桨。机翼本身的尺寸只有传统P2006T机翼的40%。该设计还在每个机翼的尖端安装了两个更大的电机，这将通过抵消通常在每个机翼末端产生的涡流来进一步减少阻力。由于沿前缘的小螺旋桨产生的高升力只在起飞时才需要，这些螺旋桨被设计成在巡航高度折叠一次，以进一步减少阻力。
“X-plane的整个想法是做一些以前从未做过的事情，所以我认为期望有一个学习曲线是很正常的。”
-Sergio Cecutta, SMG咨询公司
根据Borer的说法，总的来说，这些空气动力学创新将使飞机在巡航时的功耗减少三分之一。他补充说，就功率重量比而言，电动发动机的效率是汽油发动机的三倍左右，因此综合这些设计变化，预计在以约280公里/小时的巡航速度飞行时，能源需求将减少约五倍。
改用电力推进比预想的要复杂得多。2017年，该团队不得不完全重新设计电池组，以避免灾难性火灾的风险。Borer说，电动航空所需的高电压和功率水平也带来了严重的复杂性，需要对旨在保护组件免受电磁干扰的系统进行多次迭代。
在项目早期，他们还发现，能够承受高功率的最先进晶体管无法忍受飞行中的振动和温度。这个问题直到最近才通过改用新一代碳化硅MOSFET模块来解决肖恩·克拉克他是加州NASA阿姆斯特朗飞行研究中心X-57项目的首席研究员。他说:“要完成所有这些适航性、合格性和设计挑战，实际上是一项相当艰巨的任务。”
这导致了项目的推迟，这意味着该项目更雄心勃勃的目标可能无法实现，但Borer希望其他人能够从他们停止的地方开始。他说，随着研究进展，该团队定期发布他们的发现和数据。他们还积极为电动航空标准做出贡献，并与监管机构合作，帮助制定飞机认证流程。“我们竭尽所能，”Borer说。
X-57的定制电池组安装在飞机的机舱提供所有的电力，而不是飞机A / A - 1今天大多数航空的燃料。劳伦·休斯/美国国家航空航天局
这种信息共享已经结出了果实。NASA该项目的主要分包商位于加州经验系统航空航天已经能够将X-57的电池组设计商业化，该机构已经与弗吉尼亚州的电动飞机设计师达成了技术转让协议依勒克拉，其中包括团队分享他们的空气动力学创新信息。这家公司NASA最初签约建造他们的电动马达Joby航空公司也开发了自己的电动垂直起降(eVTOL)车辆，目前已成为该行业的领导者之一。
这就是像X-57这样的公共资助项目的魅力所在塞吉奥Cecutta)的创始人兼合伙人SMG咨询他负责电子航空业的报道。他说，与私人开发不同的是，该项目所取得的所有进步和经验教训都将属于公共领域，并可以在整个行业中传播。虽然它可能没有实现最雄心勃勃的目标，但切塔表示，它完全达到了预期的目的，即消除了阻碍电动航空发展的一些障碍。
他说:“X-plane的整个理念是做一些以前从未做过的事情，所以我认为，期望有一个学习曲线是很正常的。”“最终，你要为这个行业的成功奠定基础，我认为从这个标准来看，X-57是一个成功的项目。”
