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开运体育未来飞行:浅谈电力推进与|猫咪1.3.0最新下载|混合动力系统


  全国500强企业ღ✿◈,开云体育app下载ღ✿◈,开云体育注册入口ღ✿◈,开运体育开云体育全站app下载ღ✿◈!开云体育ღ✿◈。轮毂轴承ღ✿◈,开云体育app下载上期ღ✿◈,霍尼韦尔航空航天集团高级总监菲尔·罗宾森(Phil Robinson )带我们了解了氢燃料电池相关技术ღ✿◈。今天ღ✿◈,我们来看看霍尼韦尔航空航天集团高级商业拓展总监泰勒·阿尔伯施塔特(Taylor Alberstadt)谈电力和混合动力推进技术ღ✿◈。

  是指垂直起降的飞行器ღ✿◈,比如直升机ღ✿◈、旋翼机这些起飞和降落都可以在同一地点完成的飞机ღ✿◈,不像固定翼飞机那样需要跑道ღ✿◈。eVTOL则是从这种飞行器发展而来的以电力驱动的垂直起降飞机ღ✿◈,E代表的就是电力(electric)ღ✿◈。这类面向未来的飞行器可以做到零排放ღ✿◈,不使用发动机ღ✿◈,而是由电池或Phil谈到的氢燃料电池驱动ღ✿◈。

  是近几年来的媒体热词ღ✿◈,UAS是指无人机系统ღ✿◈,比如一些小型无人机ღ✿◈;UAM指城市空中交通ღ✿◈,包括稍大一些的货运无人机ღ✿◈、“飞的”等在城市区域运营的飞行器ღ✿◈。

  即先进空中交通ღ✿◈,指一项新兴的ღ✿◈、革新性的航空技术ღ✿◈,可用于经济高效地进行城市与市郊地区的货运和客运ღ✿◈。也有一些人把AAM的概念扩大开运体育ღ✿◈,将其看做航空2.0ღ✿◈,涵盖帮助塑造新兴航空市场的所有全新技术ღ✿◈,包括UASღ✿◈、UAM以及固定翼飞机的混合动力和全电架构ღ✿◈。再说到航空运输和支线飞机ღ✿◈,我们称这一航空细分领域为ATRღ✿◈,也有很多飞机制造商在行动ღ✿◈。

  目前ღ✿◈,已经有200多家OEM公司进入了AAM市场ღ✿◈,他们专注于各类飞行任务和运营ღ✿◈,包括用于快递行业的小型一级或二级货运无人机ღ✿◈、将会彻底改变城市内及城市间出行的“飞的”ღ✿◈,以及飞行更安静ღ✿◈、运营更环保高效的核载12-19名乘客的飞机ღ✿◈,还有就是ATR市场的新型零排放窄体或宽体飞机ღ✿◈。我们正在与这个市场的合作伙伴共同研究用于新型窄体机的创新技术ღ✿◈。

  一方面开运体育ღ✿◈,目前已经有Jobyღ✿◈、Verticalღ✿◈、Lilium和Archer四家eVTOL公司上市了ღ✿◈,他们筹集了大量资金ღ✿◈,估值上亿ღ✿◈。可以看出人们对这个领域非常感兴趣ღ✿◈。

  另一方面ღ✿◈,说到真正投入运营ღ✿◈,有一些公司计划两到三年内开始投入服务ღ✿◈。这些公司中的大多数会先从货运开始ღ✿◈,不过也会有私人飞行器和“飞的”ღ✿◈。还有更多的公司计划在2030年以前开始投入服务ღ✿◈。

  有很多方式可以驱动一架飞机ღ✿◈。当我们讨论全电解决方案时ღ✿◈,意味着我们需要电力推进单元EPUs(Electric Propulsion Units)ღ✿◈。EPUs由电机和电机控制器组成ღ✿◈,他们通过带动转子或风扇来驱动飞机ღ✿◈。这些EPUs是电动的ღ✿◈,电力的来源可以是燃料电池猫咪1.3.0最新下载ღ✿◈、电池等等ღ✿◈。除了这类全电解决方案以外ღ✿◈,还有其他的发电方式ღ✿◈,例如涡轮发电机ღ✿◈,这就需要用燃气涡轮发动机搭配发电机来产生电力ღ✿◈,也就是我们所说的混合动力解决方案ღ✿◈。

  我们可以根据客户特定飞行运营要求生产相适用的涡轮发电机ღ✿◈,通过电力分配系统猫咪1.3.0最新下载ღ✿◈,将电力输送到电力推进单元ღ✿◈。然后开运体育ღ✿◈,电力推进单元将电能转化为机械能ღ✿◈,带动风扇和转子ღ✿◈,进而产生推力ღ✿◈。

  我们近期成功完成了1兆瓦发电机首轮测试ღ✿◈。该系统是设计用于混合动力飞机的新型机载电源ღ✿◈,此次测试的成功也将成为混合动力解决方案的重要基石ღ✿◈。

  第一ღ✿◈,动力源是什么?也就是说能量是怎么来的?动力源可以是使用传统航空燃料的燃气涡轮发动机ღ✿◈,或是使用50%可持续航空燃料(SAF)混合的发动机ღ✿◈,或是不远的未来采用100%可持续航空燃料(SAF)的发动机ღ✿◈。那么ღ✿◈,即使依然使用燃气涡轮发动机ღ✿◈,整体解决方案也更加环保了ღ✿◈。或者采用电池或燃料电池作为动力源ღ✿◈,也可以有混合动力的解决方案ღ✿◈。

  第二ღ✿◈,推力来源是什么?首先可以来自涡轮发动机本身ღ✿◈,也就是我们现在出行所乘坐的飞机的推进方式ღ✿◈。也可以来自电机ღ✿◈,也就是前面说了很多的电力推进ღ✿◈。然后开运体育ღ✿◈,就是二者相结合的解决方案ღ✿◈。

  所以ღ✿◈,结合这两个层面的考虑ღ✿◈,如果我们把使用航空燃料的传统发动机放在坐标轴的左下角ღ✿◈,不论是从动力源的方向出发ღ✿◈,还是从推力来源的方向出发ღ✿◈,最终都将达到全电解决方案ღ✿◈。而其间则是多种混合动力解决方案ღ✿◈,可以满足不同客户的各类飞行运营需求ღ✿◈。

  从运营的角度来说ღ✿◈,全电解决方案能够为我们带来零排放的飞机ღ✿◈,这非常有利于可持续发展ღ✿◈。当然ღ✿◈,更深一层的讨论会涉及到电池或燃料电池的生产及原材料ღ✿◈、电池达到使用寿命后的处理等等ღ✿◈。但如果只讨论运营环节ღ✿◈,电池或燃料电池解决方案是非常环保的ღ✿◈。

  再说到电池的充电ღ✿◈,这比目前我们所使用的传统航空燃料成本低多了ღ✿◈。比如说电动汽车ღ✿◈,人们会对比ღ✿◈,给电动汽车充电花的电费比起动辄三位数的加油费ღ✿◈,那是低多了ღ✿◈。也就是说ღ✿◈,全电解决方案能够降低运营成本ღ✿◈。产生运营成本的另一个方面是维护ღ✿◈。燃气涡轮发动机结构复杂ღ✿◈、维护成本高ღ✿◈,电力推进单元的维护成本相对较低ღ✿◈。

  还有就是安全性方面ღ✿◈。分布式电力推进系统冗余性更好ღ✿◈,从而更加安全ღ✿◈。举个例子ღ✿◈,直升机是一个大的转子带动旋翼旋转ღ✿◈,如果这个转子遇到故障ღ✿◈,那麻烦就大了ღ✿◈。而再看这些全新的电力推进飞行器ღ✿◈,设计上一般有8ღ✿◈、10ღ✿◈、12ღ✿◈、甚至30个由EPUs驱动的推进器或转子ღ✿◈,如果某个推进器或转子遇到故障ღ✿◈,这种分布式电力推进系统可以让飞行器更安全地降落ღ✿◈。

  另一个优势则是噪声低猫咪1.3.0最新下载ღ✿◈。对于全电解决方案来说ღ✿◈,虽然依然有风扇和转子在运转ღ✿◈,但因为没有了燃气涡轮发动机ღ✿◈,噪声大大降低ღ✿◈。根据一些制造商发布的信息ღ✿◈,在60-90米的高度ღ✿◈,电力推进飞行器产生的声音也就跟我们日常聊天的声音差不多大ღ✿◈。

  全电解决方案是未来发展趋势ღ✿◈,只是时间和方式的问题ღ✿◈。未来会有针对环保和可持续的规章出现ღ✿◈,而全电解决方案从运营角度来看是可以做到零排放的ღ✿◈。

  确实有很多挑战ღ✿◈。首先ღ✿◈,是基础设施——必须有相应的设施支持电池充电或更换ღ✿◈。第二ღ✿◈,要为这类垂直起降的飞行器建设专门的起降机场(Vertiport)ღ✿◈,人们在这些起降机场乘坐垂直起降飞行器ღ✿◈。

  建设充电或更换电池的基础设施将是个复杂的任务ღ✿◈,也需要大量资金ღ✿◈。就像现在开电动车出行的人会遇到的困境ღ✿◈,需要充电的时候找不到充电桩ღ✿◈,垂直起降飞行器的配套设施也需要考虑类似问题猫咪1.3.0最新下载ღ✿◈。还有ღ✿◈,充电设备不一定能适配所有垂直起降飞行器ღ✿◈,目前来说这方面还没有设立相关标准ღ✿◈。

  同时ღ✿◈,电池的能量密度也是不一样的ღ✿◈,也就是说一个电池所能提供的能量大小不一样ღ✿◈。再加上电力推进系统的动力密度不尽相同ღ✿◈,也就是说在一定时间内能够从一块电池获得的动力大小不一样ღ✿◈。在设计具体的电力推进系统时ღ✿◈,会在能量密度和动力密度这两者之间有所权衡ღ✿◈,以满足不同的需求ღ✿◈,比如有的飞行器在起飞阶段需要更多动力ღ✿◈、有的希望飞行距离能够更远等等ღ✿◈。因此ღ✿◈,无法做出一个能够适配所有飞行器的电池系统ღ✿◈。而在电池领域ღ✿◈,关于能量密度和动力密度的最佳组合ღ✿◈,目前还没有定论ღ✿◈。

  另一方面的挑战是ღ✿◈,我们提到的小型货运无人机ღ✿◈、“飞的”等都是采用全电解决方案的飞行器ღ✿◈,而现有的电池种类并不能满足如此多的应用需求ღ✿◈。这也是为什么会有很多混合动力系统——用涡轮发电机来缓解一些电池的压力ღ✿◈,甚至在飞行中用涡轮发电机产生的电能给电池充电ღ✿◈。这样的结构就不需要耗费大量时间在地面充电了ღ✿◈。

  适航审定则是另一个需要解答的难题ღ✿◈。我们熟知现有的喷气式发动机技术ღ✿◈,世界各国ღ✿◈、各地区的航空管理机构有完善的适航审定相关要求及流程ღ✿◈。而对于电力推进系统ღ✿◈、混合动力系统等各类新技术ღ✿◈,管理机构需要先制定好相应的适航审定基础ღ✿◈。

  在垂直起降飞行器这个新型领域ღ✿◈,随着发展ღ✿◈,我们会看到行业的头部企业形成和竞争者淘汰ღ✿◈。现在有200多家OEM公司活跃在这个领域ღ✿◈,但未来不可能有200多种不同的飞行器ღ✿◈。OEM会有一定整合ღ✿◈。同时ღ✿◈,一些OEM可能在技术上会遇到瓶颈ღ✿◈,导致设计无法实现ღ✿◈。而航空业的竞争成本是很高的ღ✿◈,制造原型机和实现早期生产所需的资金可能达到5亿美金ღ✿◈。

  可以预见的是ღ✿◈,未来几年ღ✿◈,我们会看到一些最初进入这个市场的公司取得突破性进展ღ✿◈。但他们能够保持优势吗?而当第二波OEM公司进入市场ღ✿◈,在适航审定ღ✿◈、飞行器设计等方面都有了更好的理解和积累ღ✿◈,站在前人的肩膀上ღ✿◈,将有可能带领整个行业大踏步向前ღ✿◈。

  在电力推进系统方面ღ✿◈,我们与日本电装集团(Denso)达成战略合作伙伴关系ღ✿◈。电装集团在汽车领域积累了丰富经验ღ✿◈,拥有广泛的解决方案ღ✿◈,服务于全球客户ღ✿◈。我们携手电装集团ღ✿◈,利用我们在适航审定ღ✿◈、系统集成ღ✿◈、航空航天技术知识方面的专长ღ✿◈,结合电装集团在汽车规模生产及自动化方面的优势ღ✿◈,共同努力ღ✿◈,致力于打造电力推进单元核心系列产品ღ✿◈,服务于多种不同动力级别ღ✿◈、采用全电结构的飞行器ღ✿◈,助力AAM市场发展ღ✿◈。我们全力以赴开运体育ღ✿◈,与电装集团通力合作ღ✿◈,开发原型机并期待早日投入生产ღ✿◈。

  在涡轮发电机和混合动力方面猫咪1.3.0最新下载ღ✿◈,霍尼韦尔在燃气涡轮发动机设计和制造上拥有很长历史ღ✿◈,从APUღ✿◈、涡轴发动机ღ✿◈、涡轮螺旋桨发动机到最新的1兆瓦发电机和250千瓦发电机ღ✿◈,我们可以通过变速箱将燃气涡轮发动机与发电机相集成ღ✿◈,满足客户对于涡轮发电机的独特需求ღ✿◈。