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你准备好迎接电动飞机时代到来了吗?

来源:智汇工业

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关键词:电动飞机 燃油汽车禁行区试点 清洁能源

    近期,工信部发文,支持有条件的地方建立燃油汽车禁行区试点。听说这一消息,传统车辆生产商在寒冬里又抖了三抖:这一举措意味着,布局清洁能源交通,实现交通产业链的弯道超车,我国是玩儿真的!从内燃机时代进步到电气动力时代,节点正越来越近。对于航空业来说,在清洁能源领域未雨绸缪、提前布局也已经是全球共识。

    有数据表明,目前,全球航空业每年排放5亿吨二氧化碳,约占人类产生二氧化碳总量的2%到3%,国际民用航空组织预计2050年飞机燃油带来的碳排放量将达到目前水平的3倍。

    目前,十多家初创企业和公司正在致力于研发电动和混合动力飞机,中国还专门为此发布了《电动飞机发展白皮书》,波音、空客、赛峰、霍尼韦尔航空航天、柯林斯宇航、锐翔等航空公司都纷纷开始研制自己的电动客机,接下来跟大喵一起来看看吧!

    中国航空研究院发布电动飞机发展白皮书

    8月15日,中国航空研究院(CAE)在2019(第四届)中国航空科学技术大会暨2019年沈阳国际航空产业发展大会上发布了国内首部电动飞机发展白皮书。

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    中国航空研究院发布《电动飞机发展白皮书》

    为进一步引领国内电动飞机技术发展、推动电动飞机产业布局,中国航空研究院组织国内从事电动飞机相关研究的高校、研究院所、高科技企业等单位/机构,从电动飞机的发展必要性、定义与分类、重点产品、关键技术、措施建议等方面,研究提出《电动飞机发展白皮书》。

    《白皮书》提出我国应针对电动飞机四种使用场景,重点发展轻型运动、城市空运、通勤运输、干支线运输等4类重点产品;聚焦总体设计技术、高效高功重比电推进技术、能量综合管理技术、能源系统技术等4项重点领域关键技术发展;

    提出制订电动飞机发展战略规划、加大研发投入,同时关注适航能力建设与人才培养建议等4条措施建议,从而推动我国电动飞机发展。

    锐翔增程型电动飞机获适航证

    满堂彩2018年10月19日,沈阳航空航天大学锐翔增程型电动飞机RX1E-A获适航颁证。RX1E-A飞机是由沈阳航空航天大学自主研制的一款新能源电动飞机,研制工作从2017年2月开始历时20个月,2018年5月科研机交付运行,截至目前已累计飞行413个起落,累计安全运行时间已超过424小时。

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    锐翔增程型电动飞机RX1E-A

    RX1E-A飞机为新能源电动飞机,以稀土永磁同步电动机为动力,由高性能锂电池提供能源,采用全复合材料机体结构,高效气动设计;具有环保静音、无直接环境污染、安全舒适、易操纵、运营成本低等优点,随着电池储能技术发展,从续航时间上将具备代替油动飞机的潜力。

    RX1E-A飞机符合国家环保战略以及绿色航空发展理念,是环境友好型、能源节约型新能源飞机。该款飞机性能优越,能够在生态环境保护要求较高的地区,开展航空飞行、航空旅游、运动飞行执照培训等活动。

    RX1E-A飞机的成功研制,标志着我国在轻型电动飞机领域达到了国际领先水平,为此类电动轻型飞机在国内的推广应用提供了广泛的借鉴和参考,将在我国通航产业示范推进中起到重要作用。

    Ampaire377获FAA飞行测试授权并完成首飞

    2019年6月6日,美国初创公司Ampaire完成了6座并联混合电推进飞机Ampaire337的公开首飞,该机是目前完成试飞的最大的商用电动飞机,并计划在未来几年开始商业运营。

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    Ampaire337飞机

    相比于全电推进,混合电推进能够突破当前电池能量密度的制约,但其平台复杂度更高,因而采用这一架构的飞行器大部分仍停留在概念和动力系统地面测试阶段,目前完成试飞的混合电推进飞行器为数甚少。

    空客推出“鹰式”客机

    2019年7月24日,空客英国皇家国际航空展上推出了新概念客机,它的外形不同寻常——看上去如同鸟的翅膀和尾巴。

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    空客公司推出的“鹰式”概念客机

    对于如此大胆的技术尝试,"空客"的工程师们表示:新款"鹰式"概念客机将能携带80名乘客飞行1500公里,比现代同类少耗油30-50%。机翼上的"羽毛"由复合材料制造而成,进而对飞行更易控制。一个"扇"形尾部将大幅降低气流阻力。

    除了飞机本身不同寻常的形状外,“鹰式”概念客机还在飞机发动机混合动力技术方面有所改进。现在正在研制飞机电动发动机,或者由机载电池供电,或者由传统的涡轮发动机供电,或者由液氢发电机供电。

    满堂彩还有一点,机翼连接机身的独特之处(每个机翼各不相同)。没有垂直尾翼,是为了通过减少"遭遇"气流的节点数量来减少正面阻力,直接降低了燃油消耗并提升了飞机的环保性。

    赛峰集团推出“空中的士”

    赛峰集团参与了全球多项“飞行汽车”项目的研制,其中一些已经取得了相当进展,如贝尔Nexus项目(一款混合动力空中出租车)。

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    赛峰集团推出的“飞行汽车”概念

    ①涡轮发电机:驱动发电机的燃气涡轮

    满堂彩②电池:主电源或辅助电源,取决于具体飞行阶段

    ③能源管理:

    -控制涡轮发电机和电池之间的功率比

    -从各种电源到推进与非推进系统的“智能”电力输送

    -确保电网稳定并受到保护

    ④电动机:由涡轮发电机、电池或两者的组合提供动力

    ⑤电推进器(e-Propeller)

    -分别由电动机提供动力

    -提供升力、前进推力和飞行控制

    这一飞行器采用具备潜力的分布式混合电动推进架构,在涡轮发电机(涡轮与发电机相连)和电池或其他动力源间的每个飞行阶段推进所需的功率已进行最优的调节。

    霍尼韦尔开发城市空中交通电动推进系统

    近日,霍尼韦尔与世界第二大交通工具供应商——日本电装 (DENSO) 公司展开合作,通过双方专业知识融合共享,共同开发混合动力及纯电动动力系统,推动城市空中交通及其他航空市场的发展。

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    “随着航空客运量的增加和城市化进程的推进,对于如何减轻航空对环境和经济影响的压力将在未来数年持续增长。” 霍尼韦尔混动/电动推进系统项目高级总监Bryan Wood表示:“为应对这些挑战,我们正在与电装公司展开合作,为航空推进领域创造新的未来。由混合动力及纯电动动力推进系统驱动的飞机具有明显优势:它们更清洁,更安静,更省油,更可靠且更易于维护。”

    柯林斯宇航建立“电网”实验室

    2019年4月,柯林斯宇航宣布建立“电网”实验室,它的建立目标是为未来电动飞机打下坚实基础。

    柯林斯宇航在过去十年中,公司在多电飞机领域投入了超过30亿美元,其中包括B787、A380、A350和F-35。由于UTC的产品贯穿飞机的整个动力、能源系统,包括普惠的航空发动机,以及柯林斯宇航的发动机系统、空气管理系统和电源系统,这使得柯林斯宇航在发动机提取功率、转换并传输到用户系统设备的全部相关系统(不论是电动还是气动)上面都有自身的优势。

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    林斯宇航“电网”实验室

    柯林斯宇航一直投资于混合电推进和电推进系统,目标是减少20%的二氧化碳排放、40%的燃油消耗、75%的噪音,为飞机的全寿命周期减少约20%的维修成本。

    波音投资的首款电动飞机即将升空

    波音和捷蓝航空旗下风投部门投资的美国创业公司Zunum Aero计划将于2022年向JetSuite航空公司交付首架混合动力电动飞机ZA10。

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    合动力电动飞机ZA10

    在这款飞机上,取代传统发动机的是飞机尾部的两个电力驱动的引擎,引擎采用了特斯拉和松下等公司生产的电动汽车电池。在初期,这款机型将搭配小型燃油发动机作为备用动力。

    ZA10可以搭载12名乘客飞行约1127千米,相当于硅谷到洛杉矶的距离,而运营成本也仅为120美元左右。这款机型对于在美国国内主营包机业务的 Jetsuite 非常合适。

    罗罗致力于打造全球最快的全电动飞机 

    罗罗公司日前宣布要打造全球最快的全电动飞机ACCEL(加速飞行电气化)。

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    罗公司ACCEL团队的目标是电推进飞机速度超过482千米每小时

    ACCEL项目将使用Sharp Nemesis NXT竞速飞机作为研制基础。此款飞机使用现有活塞发动机的巡航速度为523千米每小时,飞机翼展约7.3米,将现有的莱康明活塞发动机改装为电池驱动,使用6000个锂离子电池组作为动力,可提供750千瓦的电力,驱动3台轻型YASA750R电动机,为螺旋桨提供500马力的动力。

    电动飞机的优势是显而易见的,更高效、更安静、更环保、飞行和维护的成本更低,使得越来越多的航空公司开始积极致力于电动飞机的研制。

    除此之外,电动飞机还有望改变人们已经熟悉的航空业面貌。

    斯洛文尼亚飞机制造商蝙蝠公司此前研发的电动飞机“金牛座”G4表明,电动飞机起飞所需跑道更短,爬升速度更快,且噪声相较现有飞机明显更小,因此未来起降电动飞机的机场甚至可以选址在城市中心区。

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    综合来看,目前电动飞机研发尚处于早期加速期,各种概念设计正不断推出,但能否实现跨越的关键在于电池技术。专业分析指出,现有锂电池的能量密度大概是在1兆焦/千克左右,而航空燃油的能量密度则超过40兆焦/千克。

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    换句话说,以现有的电池技术替换燃油,仅电池本身的重量就将给飞机带来巨大负担。除能量密度问题以外,供电动飞机使用的电池还需解决一系列技术问题,包括寿命问题、在低温或雷暴等极端天气下的稳定性、散热问题及公众对电动飞机安全性的信心。 

    电动车、电动卡车逐渐改变了陆地交通方式,相信很快空中世界也会因为新科技的投入,大大改善以往的飞行体验。


    (审核编辑: 智汇小新)