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混电动力初见曙光
关键词:      时间:2024-04-23

【据《航空周刊》2024年4月12日报道】尽管混电动力在汽车领域并未取得成功,但基于活塞/涡轮的混电动力在航空领域却有天然的优势。飞机性能远远高于地面车辆,而电池的改进速度不够快,航空领域的电力革命与电池关系不大,更多是与电机相关。电机对于转化飞行模式、气动设计、增加机动性、增强冗余度、系统解耦等均有好处,可能引发设计结构的调整,就不如喷气动力使得机身和功能不同于活塞动力飞机。

混电动力长期看好,主要是因为结合了液体燃料在高能量密度、一致性、燃料箱成本、可变重量等优势,以及电池的瞬态提供高功率的优势。目前电池能量密度每年提高3%-5%,但航空领域对能量容量、循环寿命要求更高,如果将能量提高三倍,则需要20-25年的时间,还有电池本身高昂价格。这一观点得到 VerdGo Aero、VoltAero等初创企业,及GE航空、普惠、罗罗、赛峰等传统动力企业的普遍认同。

VerdGo Aero负责人表示,公司正在开发150-200千瓦活塞系统、250-500千瓦涡轮电动力系统和1兆瓦涡轮电转换发动机,发展定位是一家推进公司,而不是发动机公司,正在于发动机公司合作,以更好构建混合动力系统。VH-5是一个混合涡扇动力的概念,可以实现高速飞行和垂直起降,可产生185千瓦的连续功率和最高370千瓦的瞬时功率。VH-4则具有400千瓦的稳态输出,是在涡轮发动机基础上改造,能够满足长航时侦查需要。在军方计划支持的电动飞机研发中,用户关注燃料消耗,但也需要满足任务性能。对于可转换飞行模式的飞机,超越V-22是一个衡量标尺。VH-5混合涡扇,在巡航飞行采用的是喷气发动机,但在悬停过程中则是将涡轮产生的功率转化为电能。

Verdego成立于2017年,是第一批专注于混合动力电力推进的初创公司之一。其研发的VH-3原型机运行了一段时间,已将其交付飞机市场,VH-4动力正在开发下一代硬件,主要用作飞行试验,VH-5作为美国空军的长期研发项目仍在推进中。公司也在与美国联邦航空管理局积极对接,按照33部的发动机法规,完成VH-3-185型的认证,后续将范围扩展至整个混合动力装置,包括发动机、电机、动力电子、控制系统、热管理和机械综合。随后将开展电池组的单独认证,因为电池组的尺寸和配置是机身和任务决定的,难以在各个机型中进行标准化规定。