幾年前萧求,霍尼韋爾開始涉足混合動力飛行領域。我們設計的首個渦輪發(fā)電機由一臺HTS900直升機發(fā)動機結合兩臺發(fā)電機來為多臺電動機提供電能骚烧。我們的目標是什么浸赫?是為了開啟未來飛行的新篇章——滿足垂直起降無人機系統(tǒng) (UAS) /城市空中交通 (UAM) 飛行器的需求,擴大現(xiàn)有飛行器的飛行范圍赃绊,或幫助運營商實現(xiàn)“綠色飛行”既峡。
自那以后,我們不斷加大研發(fā)投入碧查,最近运敢,我們推出了新一代渦輪發(fā)電機,能夠持續(xù)輸出高達1兆瓦的電力舅尸。當然斯身,邁向未來飛行的道路曲折,我們收到很多來自客戶和公眾的提問得鸳。今天遍考,我們就對其中最常見的五大問題做出回答。
#01
這些渦輪發(fā)電機和電動機不是很重嗎席磕?難道就不能直接在發(fā)動機上裝個推進器铣滥?
重量是我們在討論混合動力推進技術時老生常談的一個問題。當然照窥,這是有原因的肃萍。業(yè)內人士都知道涎瓜,無論是傳統(tǒng)飛機還是未來飛機,重量都是一個非常重要的因素股航。事實上慈宾,直接一對一替換對于一些傳統(tǒng)飛機來說沒有任何意義。比如翠节,使用渦輪發(fā)電機取代傳統(tǒng)塞斯納Grand Caravan EX的發(fā)動機沒什么顯著優(yōu)勢酗宋。但對于旨在通過分布式推進技術提高安全性并增加可操作性的垂直起降(VTOL)飛行器來說,這可能就是優(yōu)選疆拘。為什么呢蜕猫?因為與機械動力相比,它讓飛機重量更輕哎迄、噪聲更低回右,這一點對于很多設計來說至關重要。
另一個需要注意的點是:混合動力解決方案并非“一刀切”的方法漱挚,具體取決于設計和性能需求翔烁,需要考慮飛機的使用目的是什么≈祭裕霍尼韋爾獨有的系統(tǒng)工具可基于預期的飛行范圍目標來確定推進系統(tǒng)的大小蹬屹。通過適當的系統(tǒng)選型,這些工具能進行各種推進架構的性價比權衡分析白华,包括從傳統(tǒng)渦輪發(fā)動機到全電推進系統(tǒng)以及兩者之間的各種混合動力構型慨默。我們提供的每一個解決方案都能根據特定需求進行匹配。有些使用傳統(tǒng)方式驅動的螺旋槳與電動螺旋槳相結合的方式衬鱼,配上大小適中的發(fā)動機扫矾,以滿足所有動力需求。還有一些則更接近“全電動”序机,采用發(fā)電機和電動機以及電池的組合方式勘浇。
#02
混合動力系統(tǒng)真的更加環(huán)保嗎?
另一個常見問題是寥只,這項技術到底有多“環(huán)迸荆”?同樣冻找,這也取決于具體設計柏困。如果飛機制造商選擇在混合燃料中加入第二“燃料”(例如燃料電池、蓄電池等)帜蘑,則絕對比純航空燃油“更加環(huán)鼻逵瘢”。多個動力源中的每一個都被設計成發(fā)揮其最優(yōu)性能珍垦,這樣就可以選擇更小的發(fā)動機以降低燃料消耗惜施。汽車領域就有很好的示例壁挖,比如 “混合動力”汽車。
#03
這項技術經過測試么条篷?
在過去的幾十年里骗随,混合動力技術已經過全面測試和驗證。自20世紀40年代以來赴叹,霍尼韋爾始終致力于制造航空發(fā)電機和渦輪發(fā)動機鸿染。我們的發(fā)動機服務時間已超過1億小時,現(xiàn)已應用于當今世界大多數商用飛機和直升機上乞巧。
我們大幅改進了這些技術并將他們應用于我們的“混合動力”系統(tǒng)中涨椒,因此這些技術本身并不是“新創(chuàng)”,而是以一種全新方式被應用绽媒。
#04
混合動力的使用壽命是不是很短丢烘?隨著電池技術的發(fā)展,是否很快能取代該技術些椒?
出于各種原因認為使用渦輪發(fā)電機的混合動力只是全電動設計的“一塊快速墊腳石”,這樣的假設是不正確的掸刊。電存儲技術要在所有領域中完全成熟需要數年甚至數十年時間免糕。雖然電池技術有望為推進技術需求提供支持,但要從I類和II類UAV發(fā)展到應用于窄體和寬體商用飛機忧侧,還有很長的路要走堵沈。
再看看汽車行業(yè),我們發(fā)現(xiàn)電動汽車越來越多据篇,但行駛里程便晶、地形和基礎設施方面仍有局限性,無法實現(xiàn)快速担泥、便捷充電润跟。雖然它的時代正在到來,但遠沒有上個世紀90年代末第一輛“混合動力”汽車從裝配線下線時最初設想的那么快谨斥。
飛機的情況類似鸡魁,考慮到飛機制造商在飛機飛行前會面臨更為嚴格的取證要求,這可能需要更長的時間蛾沪。
此外紫声,對于某些飛機的設計和需求,全電解決方案可能根本不適合拗炎。那些需要飛得更遠京甫、載重更大的飛機很難從全電設計中獲益,因為這種設計需在功率密度和能量密度之間權衡李根。此外槽奕,必須在图妇Γ靠站之間快速中轉的飛機不能長時間停留和充電,就目前而言史翘,這是一個非惩鞒ぃ現(xiàn)實的問題——因為許多電動車充電都需要幾個小時(而不是幾分鐘),而且“電池更換”也面臨著類似安裝和基礎設施的挑戰(zhàn)琼讽。
#05
那些機載電池安全嗎必峰?
全電動飛機設計需要電池,渦輪電動和部分渦輪電動結構則無需電池钻蹬,可采用串聯(lián)吼蚁、串/并聯(lián)或并聯(lián)混合動力的方式排布。沒錯问欠,很多人擔心電池的安全性和實用性肝匆。如何給電池降溫?如果電池溫度太高該怎么辦顺献?如果電池著火了該怎么辦旗国?
盡管包括霍尼韋爾在內的許多公司都有不同的方案來解決電池使用時的散熱問題,但在這一領域混合動力實際上提供了更高的安全性灭西。在電池失效的情況下蝉速,機載備用電源可為飛機安全返回地面提供備用方法。
( 霍尼韋爾航空航天)
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