据《航空周刊》2019年5月28日报道,法国初创公司VoltAero已经启动混合电推进支线飞机Cassio的阶段性研发工作,该型飞机能够根据任务剖面选择动力运行范围,以此优化能源利用。
Cassio飞机可以设计为4座、6座、9座,其采用的并联/串联混合动力设计使其能在370千米/时航速下,在200千米以内以纯电动模式飞行,在200~600千米内,在电池辅助下以中等混合模式运行,而在600千米以上时,则更多采用内燃机在强混合模式下运行。
飞机机翼上安装了两个电驱动拉进式螺旋桨,后机身安装了一个推进式螺旋桨,并且由一个动力模块驱动,该动力模块由热机或者内燃机和三台电动机组成。热机能够驱动螺旋桨作机械运动,产生电能以驱动电动机,并为机翼内的电池组充电。Cassio在飞行中能够仅靠电池、燃油飞行,或者两者相结合作为动力。
飞行员可以根据飞行任务来选择混合模式。推进系统将自动推荐一个动力管理策略,但是飞行员将通过两个动力杆来调节飞机平衡,分别是热机和动力电机的动力杆。
混合电推进模块由一个热机和三个电动机组成
VoltAero计划分两阶段来研发Cassio。在第一阶段,该公司决定将赛斯纳337“太空大师”飞机改造成推进系统的试验平台。在第二阶段,VoltAero将制造一台原型机并按照欧洲CS23标准验证Cassio。
在第一阶段,该公司已经完成“太空大师”飞机的基线飞行任务,并在飞机上安装了大气数据采集设备来获取参考数据。电动机安装在机翼短舱中,而且该飞机的2.1版本将在随后不久展开飞行试验,并且首次去掉螺旋桨。
紧随其后,将对该飞机的2.2版本展开试飞,此次飞机将安装上拉进式螺旋桨以及电池。在这一阶段,保留了飞机的前后活塞发动机。下一步将是该飞机的第3个版本,其前发动机和螺旋桨将被移除,但是保留了尾部组件。
第3个版本计划在2019年9月展开试飞,而随后将在2019年年底试飞第4个版本。在第4个版本中,将用混动模块和新螺旋桨来代替后发动机。它才是Cassio的结构,基于“太空大师”飞机但拥有一个复合型机身。
VoltAero与Aero Composites Saintonge公司合作将一架“太空大师”飞机机身改造成一个铁鸟用于推进系统的地面试验。
在第一阶段,动力模块为一个高性能汽车发动机。在第二阶段,VoltAero将为生产型飞机专门研制一个多燃料发动机。在模块内,热机与三台电动机通过同一根轴来驱动推进式螺旋桨。在发生故障时,为了安全起见,可以将发动机以及任意一台或全部三台电动机与轴断开连接,因为两种动力源和独立的运行模式提供了冗余度。在第二阶段,将制造出3台合格原型机和一个结构试验件。该初创公司正计划在2022年底推出第一架生产型飞机。
生产型Cassio飞机将从热机和五台60kW电动机中提取600kW功率,实现370千米/时的巡航速度。机头内的电池和翼箱内的燃油能使飞机持续飞行3.5小时。机翼内还有多余空间安装更多电池和燃料,可以将飞行时间延长到5小时。
Cassio净重5000千克,头部机轮内安装了一台电动机,使得它在滑行时不用启动螺旋桨,从而降低噪声。飞机能够以电动模式起飞,也降低了噪声,并在365米以上的高空中启动混合模式。
通常情况下,Cassio将以混合模式巡航,直到电池只剩下20%电量。然后,在降落之前,热机重新将电池充电到50%以上,并且在长时间的强混合飞行模式下,电池需要80%的电量。还需要在地面继续充电。
VoltAero认为Cassio拥有两个主要的销售市场:四座的私人飞机以及支线/商用六座和加宽型9座飞机。
(翻译:崔艳林,审稿:陈小丽)