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罗罗打造全球最快全电动飞机,

时间:2019-02-09 09:44来源:民机战略观察 作者:中国通航 点击:
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据美国航空周刊2019年1月7日报道,航空发动机制造商罗·罗公司宣布要打造全球最快的全电动飞机。该项目被命名为ACCEL(加速飞行电气化),英国政府为该项目提供了部分资金。该项目旨在制造、测试并商业化应用电动飞机,并帮助开发必要的技术和供应链知识,以推动未来飞机概念的发展,为未来电气化飞行储备技术,积累经验。
 
 
罗•罗公司ACCEL团队的目标是电推进飞机速度超过300英里/小时
 
项目背景说明
 
以研制宽体客机发动机而闻名的罗·罗公司目前正致力于一系列电动航空项目的研发。该公司正与空客和西门子合作研制E-FanX项目,在阿芙罗RJ100(BAe 146)支线客机试验台上测试一个2兆瓦的混合电力推进系统。E-Fan X预计最早将在2020年投入使用,由一台涡轮发电机、空客电池系统和西门子电机驱动风扇,并更换四发飞机阿芙罗上的一个发动机。
 
但罗•罗公司认识到,通用航空市场可开发电力系统的速度可能远远快于大规模的商用或军事项目。为此,罗·罗公司着手研发ACCEL项目,并与来自电机和控制器制造商雅莎(YASA)、初创企业伊航(Electroflight)以及英国航宇技术研究所(ATI)合作推进,于去年的范保罗航展上宣布启动。如果成功,罗·罗认为在ACCEL上得到验证的技术可以商业化,用于培训以及进行城市空中交通的电动垂直起降飞机。
 
ACCEL项目经理马修•帕尔(Matheu Parr)表示,人们认识到,电气化是整个行业的一个强劲趋势,而不是向新的平台领域发展,涉及到如何利用市场的不同部分来快速开发这项技术。罗•罗将研制重点放在电池、动力传动和电机技术上,谨慎地应对这项挑战,来打破由西门子改装的一架Extra330 LE特技飞机在2017年创下的210英里/时(337.5公里/时)的速度纪录,并实现超过300英里/时(480公里/时)的最高时速。
 
项目研制进展及难点
 
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325英里/时(523公里/时),飞机翼展24英尺(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。
 
ACCEL项目工作于2018年4月正式开始,研发活动正在英国格洛斯特郡机场伊航公司的工厂进行。20人的团队已经完成了项目详细设计,计划年底前开始制造和测试这架飞机及其系统,于2020年初进行飞行测试。ACCEL项目将重点突破以下关键技术。
 
1.高功率高能量电池设计技术
 
该团队希望电推进系统的质量与NXT发动机和燃油系统的质量相同,这样就不需要因调整起飞重量对飞机进行重新认证。项目团队对次级电池系统的早期测试结果与预期相符,目前正在扩大电池系统,继续进行测试。
 
最终,ACCEL的目标是使用一种高密度锂离子电池组,其中有6000个电池,能够提供750千瓦的功率。这种电池类似于电动汽车和电动工具上的电池,旨在提供高功率输出,但飞行的需求也要求电池能够提供一定程度的续航能力。
 
既需要高功率,也需要高能量,这是电池设计中面临的挑战之一,也正是航空航天的需求。这些电池为YASA开发的3个轻型电动机提供动力,螺旋桨与3个轻型电动机同轴安装,这是首次在航空领域采用这种方法,也是罗·罗所拥有的电机的独特优势之一。然而,当ACCEL项目在范堡罗航展首次亮相时,使用对转螺旋桨的计划被认为“跨越太大”。
 
电池和电机由一个工作电压为750伏的机载电源系统连接,效率高达90%。该项目还包括一个航空电子系统,该系统将能够监测电池状况并向飞行员报告,飞行还可使研究小组更好地了解电池的健康状况和退化情况,在传统飞机20-30年的使用寿命中,电动飞机可能需要更换几次电池。机载监测系统每秒钟监测2万个数据点,测量电池电压、温度和动力系统的整体健康状况。
 
2.电池将采用定制的液体冷却系统进行冷却
 
为了保证飞机在设定的航线上(4个3公里航段)均持较高的平均速度,还需研究如何对电池进行冷却。降温冷却是电池系统设计技术的关键创新之一。采用定制的液体冷却系统使电池在整个飞行期间保持在约40℃(104°F)的最佳工作温度。
 
该项目还将使罗•罗回归其初心,除了实现300英里/小时的飞行速度记录,开发团队还将目光投向了1931年赢得施耐德奖杯的超级马林(Supermarine)S.6B水上飞机所达到的343英里/小时的速度。此外,该项目可能会有其他的竞争对手,一些国际团队已表示有意打破西门子Extra 330的纪录。

 
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