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电动飞机推进装置及其工作原理

电动飞机推进装置及其工作原理

飞机的推进方法不止一种。

当今大多数飞机发动机依靠燃烧Jet A、Jet B、航空汽油或航空柴油等化石燃料。电动技术将改变飞机的推进方式,这听起来犹如天方夜谭,但飞机“油改电”的时代迟早会到来。

事实上,目前全球约有两百多种电动飞机正处于开发阶段。业内专家表示,未来十年里,电动飞机将无处不在。

电动和混合动力推进装置应用潜力很广,其潜在应用包括无人机系统 (UAS)、城市空中交通 (UAM) 平台、其他小型客机和货机,甚至大型商用客机。但无论这些新型飞机采用何种动力形式,都会比仅依赖传统内燃式发动机的飞机更高效、更安静、更安全、更环保。

霍尼韦尔正积极利用自身在发动机和动力系统方面的独特专长,并与全球汽车工业电动机和控制器的领导者电装公司(DENSO)合作,共同致力于改进当前的飞机推进系统。我们的目标是把握快速发展的电动飞机市场,为现有(改装应用)和未来(新建应用)客户提供创新性综合解决方案。

电动推进技术的发展历程

决定未来飞行的两大核心技术源远流长。电动机技术是在1830年代发明的,随后在1890年代催生了最早的电池驱动的汽车。由其发展而来的技术见诸于各行各业,包括现代飞机,依赖电力来驱动航空电子设备、电传飞控系统、作动器和其他系统,这些任务以前都由机械设备执行。

而机载电力则主要通过主发动机和超高效的辅助动力装置产生,这一技术由霍尼韦尔在50多年前首创。上述这些技术奠定了电动推进装置的基础,并促进了电动飞机的进一步发展。

我们所提到的电动推进装置指一系列专为满足特定飞机需求而设计的推进架构,而这些飞机通过电力驱动电动机来提供推力。只有充分了解客户的关键需求和飞机的任务概况,才能找到合适的解决方案。

霍尼韦尔研究了多种不同的推进架构——从目前大多数飞机上使用的传统发动机到全电动、电池驱动解决方案。其中包括各种混合动力架构,比如涡轮电力、部分涡轮电力、串联混合动力、并联混合动力及串并联混合动力等。所有这些结构均以各自的方式部署电动机,并成为整个推进系统的一部分。

每种架构都各有千秋,为此霍尼韦尔专门开发了一款复杂软件工具,用于重量、航程、高度、速度和不同电池化学成分之间的权衡研究,帮助飞机制造商甄选合适的解决方案,以满足其特定要求。

电动推进的工作原理

不同于内燃式发动机推进系统,全电动和混合动力架构都使用一台电动机。这台电动机可以是唯一的推力来源,也能与传统发动机相结合,在飞行的关键阶段提供另一种推力来源,甚至为推进系统提供额外动力。

除了电动机之外,全集成的电动推进系统还包括电动机控制器硬件和软件、齿轮箱及冷却系统等其他关键组件。这种集成系统被称为电推装置 (EPU),而霍尼韦尔正携手电装公司共同开发先进的解决方案,以满足当下和未来的需求。

随着电池技术日趋成熟,混合动力飞机将需要使用电池及超高效发电机或燃料电池等其他电源为飞机提供动力、为电池充电,并提高飞机的安全性、效率和航程。

发电和电力转换是霍尼韦尔的核心优势。近年来,我们的创新工程团队在发电机方面取得了巨大进步,比如我们正在研发一款可使用生物燃料的一兆瓦涡轮发电机,以进一步减少碳排放。此外,霍尼韦尔最近还收购了Ballard Unmanned Systems,开启了我们研究另一种重要供电方式——氢燃料电池的征程。这种电池广泛用于为小型I类和II类无人机平台供电。

霍尼韦尔与电装公司的合作背景

电动推进发展迅猛,可满足新兴无人机/城市空中交通领域的需求,这将改变我们城镇间出行往来以及偏远地区货运的方式,当下许多由飞机、直升机和地面车辆完成的重要任务也将为新的方式所取代。成千上万甚至数百万小型高性能飞机将成为全球航空网络的一个组成部分。

无论是霍尼韦尔还是其他成熟的航空行业公司,都深知确保产品质量和航空标准认证需要完成诸多重要工作。但是满足这些新客户需求所面临的许多其他挑战与汽车行业更为相关。我们的合作伙伴电装公司不仅能大规模生产诸如EPU等复杂系统,还能保持高质量和可靠性标准。

这也是霍尼韦尔决定与电装公司强强联合的原因所在,力求充分发挥双方的领先优势,共同打造先进的电推装置。

霍尼韦尔与电装公司的联合团队已经在进行一些潜力可观的开发项目,并一直在寻找新的机遇。

航空航天市场团队

不论是在工作上还是生活中,我们激发创新、充满热情、无所畏惧。我们团结一致,共同努力。我们造就了霍尼韦尔航空航天的独特文化。未来,我们来!

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