(来源:中国航空报)




这架经过改装的萨博340B飞机在右侧加装了一套1兆瓦的混合动力推进系统,而左侧则保留了原有的CT7涡轮发动机。该飞机于2026年5月3日首次采用混合动力配置进行飞行,并于5月20日完成了首次超过30000英尺(约9144米)的混合动力电动飞行。
这架测试飞机正在进行演示飞行,并于近日在范堡罗航展的静态展示区展出。此次从美国飞往英国范堡罗的飞行也是混合动力电动飞机首次横跨大西洋。
这项技术是在NASA耗资2.6亿美元的“电动动力系统飞行演示”(EPFD)项目下研发的。该项目于2021年10月启动,旨在验证单通道飞机混合动力技术的飞行准备情况。其他合作伙伴包括波音公司的研发子公司Aurora,以及位于美国佛蒙特州的电动垂直起降飞机开发商Beta Technologies。
NASA局长贾罗德·艾萨克曼在范堡罗航展上表示:“我们多年来致力于解决最棘手的技术难题:电气元件、电池、尺寸、重量、热管理以及兆瓦级性能所需的动力系统。通用电气航空航天公司正在演示的这款发动机,将电动机、燃气轮机和储能装置集成在一个兆瓦级混合动力推进系统中。这意味着航空公司运营成本的降低,最终也将降低乘客的出行成本。”
作为EPFD项目的一部分,电动推进系统开发商magniX和航空航天工程与测试公司AeroTEC正在开发另一架测试飞机。这两家位于华盛顿州的公司正与NASA合作,对一架德哈维兰Dash 7测试飞机进行改装,使其搭载magniX的magni650动力系统。预计飞行测试将于今年晚些时候开始。
首次跨大西洋混合动力飞行
这架萨博340B飞机于6月26日从美国普拉茨堡起飞,途经加拿大鹅湾、格陵兰努克、冰岛凯夫拉维克、苏格兰威克和英国伯恩茅斯,于7月14日抵达范堡罗。
BETA公司的飞行员驾驶这架飞机,在航程的每个阶段都采用混合动力模式。在测试期间,该团队单次混合动力飞行时间最长的一次超过两小时。
通用电气航空航天公司混合动力系统执行负责人克里斯汀·安德鲁斯表示:“这次跨大西洋之旅非常完美,混合动力系统在30000英尺(约9144米)的高空运行完全符合我们的预期,无缝衔接。”
安德鲁斯表示,萨博340B的实用升限为25000英尺(约7670米),而只有混合动力模式才能使飞机飞越30000英尺(约9144米)。30000英尺(约9144米)的高度与商用客机的飞行高度相当。
这表明这项技术已经准备好进入下一个阶段。在实验室里做是一回事,真正将其投入飞行又是另一回事。
热传递和高压安全
通用电气表示,工程和测试团队利用符合更高安全性和可靠性要求的适航部件,解决了热管理、低气压和功率密度等问题,这些部件的安全性和可靠性要求高于典型的测试硬件。
通用电气航空航天商用发动机和服务总裁兼首席执行官穆罕默德·阿里表示:“传输高功率电压并非易事,尤其是在空气密度极低的高空,极易发生电弧放电,因此必须开发一种绝缘系统来防止这种情况发生。为了实现飞行,必须进行大量的热管理。此外,电机和1兆瓦电缆还会产生电磁干扰。飞机的航空电子设备也必须得到保护,才能确保飞行安全。”
Beta公司创始人兼首席执行官凯尔·克拉克表示:“这种混合动力系统提高了高空性能和爬升能力,同时打造了一个飞行实验室,为所有未来的混合动力设计提供参考。”
克拉克解释说:“真正飞行时,你会发现很多不易察觉但至关重要的经验。例如,飞行员的人为因素、能源管理、显示系统等等。其中极其重要的是,要确保遥测、传感器系统和无线电设备的绝对噪声抑制。电磁干扰就对飞机运行影响很大,我们之前在这里进行的是
仪表飞行,现在飞机上搭载了这种设备,我们必须始终保持导航仪器的清晰无误。这些都是必须解决的问题。正是这类经验让我们能够更好地进军商业航空领域,同时也让我们了解混合动力系统的响应和操控性能。”
已进行的改进
混合动力系统安装在一个倒置的发动机舱内,并设有额外的进气口以提供额外的通风冷却。该系统包括通用电气航空航天公司开发的电机/发电机、功率转换器和逆变器、控制器、Avio Aero齿轮箱、Dowty螺旋桨、Unison热交换器、扭矩传感器和发动机线束,以及一台CT7发动机。BAE系统公司提供了所用电池,波音子公司Aurora飞行科学公司提供了完整的发动机舱。驾驶舱内还增加了额外的操纵杆和显示器,用于操作混合动力系统。
萨博340B的研发工作在位于佛蒙特州伯灵顿和俄亥俄州代顿的Beta公司和通用电气航空航天公司的工厂进行。迄今为止,飞行测试一直在Beta公司位于纽约州普拉茨堡的工厂进行,但未来的飞行测试将在Aurora公司的工厂进行,包括位于弗吉尼亚州马纳萨斯的工厂。
除了进行机动测试外,工程师们现在很可能还会利用这架飞机来测试混合动力推进系统如何在飞行不同阶段(例如,起飞和巡航)优化动力管理。
混合动力系统也为使用不同的燃料(包括燃料电池中的氢气)以及不同的架构(例如,分布式电力推进和开放式风扇发动机,如CFM公司正在其RISE项目)提供了可能。 (航柯)