AIAA2019年度綜述:城市空運快速發展

來源:智匯工業

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關鍵詞:AIAA 商用運輸飛機 電動飛機

    低溫高效電力技術中心提出的一種先進的商用運輸飛機的概念,該中心在NASA 的資助下開展全電動飛機研究。

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    Beta Technologies 在紐約普拉茨堡國際機場開展傾轉旋翼eVTOL 原型機試飛。

           在電推進等新型技術的推動下,城市空運等變革性交通方式成為可能。AIAA學會能量優化飛機系統集成委員會(EOA Systems Integration Committee致力于深入研究能量優化飛機及其機載系統,涵蓋從概念研究到型號生產的全過程,并希望推動學術界與工業界的合作)總結了2019年城市空運領域的進展以及混合電推進飛機技術的發展情況。2019年,按需空運領域持續升溫,多家公司提出了新型飛行器開發項目或開展飛行試驗,混合電推進技術領域開展了多項硬件級演示驗證計劃。

    多型城市空運原型機試飛

    2019年1月,美國佛蒙特州Beta技術公司在紐約普拉茨堡國際機場開展了傾轉旋翼電動垂直起降(eVTOL)飛行器的飛行測試,測試工作處于冬季嚴寒的氣象條件下。同月,貝爾在拉斯維加斯消費電子展上展出了Nexus eVTOL全尺寸模型,該機可容納4名乘客和1名飛行員, 在自動駕駛技術成熟后,可容納5名乘客。同樣在1月,波音公司旗下極光飛行科學公司在弗吉尼亞工程進行了PAV雙座載人飛行器全尺寸原型機的試飛工作,由于升力風扇故障(6臺風扇中的1臺),原型機在完成4次試飛后墜毀。

    5月,德國百合(Lilium)飛機公司完成了其五座全電動涵道風扇eVTOL飛行器首飛。原型機采用無人駕駛模式,進行了起飛、懸停和著陸。同月,空客直升機公司在德國開展了四座City Airbus多旋翼飛行器的首次無人地面系留飛行測試。同樣在5月,馬薩諸塞州的Alaka'I技術公司展示了五座氫燃料電池多旋翼飛行器的全尺寸模型,設計續航時間可達4小時,據報道原型機于5月底開始試飛; 截至9月底,該公司與美國聯邦航空局(FAA)合作開展認證基礎工作。

    按需空運與城市運營體系的整合工作

    2019年1月,佐治亞理工學院城市與區域空運中心在亞特蘭大舉行了為期1天的會議,與會的100余名學者、企業家和政府人員討論了本地城市空運的機遇與挑戰。

    3月,GoFly國際個人飛行器大賽第二階段角逐結束,5支獲獎隊伍各獲得了5萬美元獎金。該活動為期2年、耗資200萬美元,旨在促進個人飛行器的發展。

    7月,歐盟航空安全局(EASA)發布了“小型垂直起降(VTOL)飛機專用條件”,旨在降低監管的不確定性,為該類新型飛行器提出了較高的要求。例如, 對于在人口稠密地區上空運行/執行商業客運服務的VTOL飛行器,其系統設計水平要求與運輸類飛機接近。

    10月,美國國家航空航天局(NASA) 發出了第一屆城市空運大挑戰和GC研發測試的招標書,對運行概念和方案進行綜合演示,從而改善城市空運的安全性和可擴展性。

    混合電推進技術由概念階段

    向演示驗證跨越

    混合電推進技術是解決飛機推進、動力與熱管理問題的有效途徑。在系統研究領域,2019年4月柯林斯航空航天公司(聯合技術公司旗下)宣布投資5000萬美元, 建設面積2300平方米的先進電力系統實驗室“電網”,該實驗室計劃于2021年全面運行,支持功率等級1兆瓦的電機、電機控制器和電池系統的設計和測試。

    在支線飛機領域,羅羅8月份宣布用于E-Fan X支線混合電推進驗證機的2.5兆瓦發電機已進入地面測試階段。在6月巴黎航展上,羅羅宣布將收購西門子電動飛機業務,該項收購于10月1日完成; 聯合技術高級項目(UTAP,聯合技術公司旗下)公布了804項目,計劃在3年內完成基于龐巴迪沖9-100飛機的混合電推進改裝及試飛工作,實現燃油消耗降低30%的技術目標;基線飛機的一臺渦槳發動機將被并聯混合電推進系統替代,包含1兆瓦發動機(針對巡航效率優化)和1兆瓦電機(電池驅動,主要為起飛、爬升階段提供動力)。

    在輕型飛機領域,加拿大海港航空于3月宣布與電機初創公司magniX建立合作關系,基于德哈維蘭“海貍”飛機開展全電推進系統改裝,試飛已于12月完成, 計劃2021年進行商業飛行認證。6月, 安飛公司展示了基于賽斯納337天空大師改裝的混合電推進飛機,采用電池驅動的180千瓦電機取代基線飛機后部的發動機, 計劃于2021年取得認證。NASA持續推進全電X-57演示驗證計劃,8月進行了大展弦比機翼載荷測試?;旌想娡七M初創公司祖納姆則遭遇財務危機,于7月關閉了位于華盛頓州博塞爾的總部并解雇了大部分員工。

    在學術界,NASA資助了多項技術研究項目。NASA為伊利諾伊大學香檳分校飛機低溫高效電力技術中心提供了為期3年、總額600萬美元的資助,研發基于液態氫燃料電池的全電推進飛機。

    NASA資助下開展的高校電推進計劃已完成第二年的研究與硬件開發,由俄亥俄州立大學、佐治亞理工學院、威斯康辛大學-麥迪遜分校、馬里蘭大學和北卡羅萊納A&T州立大學共同開展;在5年的研究中,高校將開展電池測試、200千瓦電機-電力電子設備-熱管理系統測試以及基于硬件開發和測試數據的系統級評估。


    (審核編輯: 智匯小新)

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