電動飛機是以電推進系統作為動力裝置的飛機。與傳統燃油動力飛機相比，電動飛機具有節能、環保、噪聲低、振動小、維護簡便等突出優點，是當前世界航空技術領域的一個研究熱點之一。
近年來，歐美各飛機製造商與科研機構紛紛加大了電動飛機技術領域的投入力度，陸續推出了一系列名目繁多、性能各異的技術方案，美國國家航空航天局（NASA）正在研製測試的X-57「麥克斯韋」（Maxwell）驗證機就是其中非常具有代表性的一種。作為NASA的「X」系列技術驗證機中首種採用全電推進的型別，X-57採用了獨特的分布式電推進系統，其技術在輕型飛機、通用飛機、支線客機等類型飛機上具有良好的應用前景，對於電動飛機技術儘早實用化並投入商業運營是一次非常有價值的探索，因而其動向一直吸引著外界的關注。
X-57是進入21世紀以來NASA推出的首種載人「X」系列飛機，該機的研製測試是NASA從2017年開始實施、為期10年的「新航空地平線」（New Aviation Horizons）計劃的一部分。嚴格來說，X-57並不是一種「徹頭徹尾」的全新飛機，而是在義大利泰克南公司的P2006T活塞式雙發輕型飛機基礎上改進而來，用一套先進的分布式電推進系統替換了後者原有的兩臺Rotax 912S3四缸活塞式發動機，同時對機翼外形進行了較大幅度的修改。該機的分布式電推進系統由2臺大功率巡航電動機（單臺功率60千瓦）和12臺小功率增升電動機（單臺功率9千瓦）組成，二者均由機上的鋰離子電池供電。其中，2臺巡航電動機位於左右機翼翼尖，它們作為飛機的主動力裝置，通過驅動兩個直徑達5英尺（1.524米）的大型螺旋槳，為處於巡航階段的飛機提供推進動力。12臺增升電動機則位於左右機翼前緣，在每側機翼上沿展向分別布設安裝6臺，主要用於在起降階段增加飛機的升力：在起飛過程中，除了主動力裝置外，這些增升電動機也將全部啟動並帶動螺旋槳高速轉動，從而增加機翼升力，使飛機順利起飛；當飛機到達巡航高度後，這些增升電動機將會關閉，其螺旋槳槳葉向後摺疊並收入整流罩內以減少飛行阻力；而當飛機降落時，這些增升電動機將再次啟動，其螺旋槳槳葉將依靠離心力再度展開並轉動，以增加機翼升力，進而確保飛機安全著陸。
通過這樣獨具匠心的設計，X-57除了可以充分發揮電動飛機所固有的電池/電機能量利用率高、汙染物排放少甚至零排放、電機工作期間噪聲小等傳統優勢外，還具備了以下突出性能特點：飛機在起降過程中，可以利用增升電動機螺旋槳產生的滑流效應，使機翼上表面氣流加速，進而顯著提高機翼的最大升力係數，由此使得飛機在維持與原準機相當的起降性能的前提下，可換用翼弦長度大幅減小（但翼展不變）、面積縮減至原來40%的全新機翼，這不僅減輕了機體結構重量，更重要的是通過增大機翼的展弦比，可以有效提高巡航升阻比，進而降低飛行阻力；此外，X-57與原準機相比，還將兩臺主發動機及其螺旋槳移至兩翼翼尖，由此可以有效減緩、甚至阻止翼尖渦的產生，進而降低巡航飛行時的誘導阻力。由於以上原因，與大小類似的傳統燃油動力飛機相比，當同樣以175英裡/時（約282千米/時）的速度巡航飛行時，X-57耗能僅為傳統飛機的20%，並且飛行中可實現汙染物零排放和低噪聲，在更加綠色環保的同時，有效提高乘坐舒適性。
按照NASA的計劃，X-57飛機項目團隊將會在原準機的基礎上，以漸進改進的方式逐步實現上述設計目標，為此X-57項目被劃分為Mod I、Mod II、Mod III和Mod IV四個階段。
其中，Mod I階段（第一階段）主要進行P2006T飛機的空中試飛，以熟悉、掌握該機基本性能，為後續改裝工作做準備，同時還利用一輛卡車作為試驗平臺，對安裝有分布式電推進系統的機翼進行地面測試；
Mod II階段（第二階段）將P2006T飛機上原有的兩臺活塞發動機替換為兩臺電動機（即巡航電動機），但發動機位置和機翼構型/材料都不會改變，只是對電動機、電池及其他相關設備的性能進行測試；
ModⅢ階段（第三階段）將用經過大幅修改的大展弦比複合材料機翼替換P2006T飛機的原有機翼，並將兩臺巡航電動機移至翼尖位置，同時在左右機翼前緣各安裝6個增升電動機短艙（但無電動機和螺旋槳），從而對新型機翼及翼尖推進方案的減阻效果進行測試；
Mod IV階段（第四階段）則在ModⅢ階段基礎上，為12個增升電動機短艙裝上電動機及螺旋槳，對飛機的低速性能以及分布式電推進系統的增升效果進行測試。
為適應今後電動飛機市場的興起，在X-57項目實施期間，NASA還將會與美國材料與試驗協會（ASTM）等機構合作，利用X-57研製試飛過程中所獲取的各種數據，大力推進電動飛機相關技術標準的認證工作，進而幫助美國聯邦航空局（FAA）適時制定電動商用飛機的適航法規，為今後電動飛機獲得適航認證、最終投入商業運營鋪平道路。
不過，目前的X-57由於電池技術的限制，致使飛機的航程和續航時間嚴重受限，分別僅為100英裡（約161千米）和1小時左右，這種性能的飛機在部分場合下用作短程/超短程通勤飛機或「空中計程車」可勉強勝任，要大量投入商業運營則不太可能。因此在NASA的電動飛機技術發展長期規劃中，X-57僅僅是其第一步，若該項目進展順利，NASA將會後續發展一種9座級電動通用飛機驗證機，最終將會在2026年左右推出一種60-90座級混合電推進支線飛機驗證機。而按照NASA的評估，預計到2030年前後，各種體型更大、用途也更廣泛的商用電動飛機將會全面出現。
來源：網易科技
審讀：喻方華