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鋼鐵鳥(niǎo)的電氣之心

Extra Aircraft公司制造的電動(dòng)特技飛機(jī)已成功完成首飛，其創(chuàng)紀(jì)錄的電機(jī)是由西門(mén)子研發(fā)的。

2015年，西門(mén)子推出一臺(tái)強(qiáng)力的電動(dòng)飛機(jī)電機(jī)。它的重量?jī)H為50公斤，但功率卻高達(dá)260 千瓦，擁有*的超高功率重量比。但是，它將創(chuàng)造航空歷史的原因卻不止于此。西門(mén)子專(zhuān)家還將這臺(tái)電機(jī)及整個(gè)動(dòng)力總成系統(tǒng)安裝到了Extra 330LE這臺(tái)兩座飛機(jī)上。

西門(mén)子中央研究院的Frank Anton表示：“這次首飛是電氣航空驅(qū)動(dòng)史上的一座里程碑。”Anton及其團(tuán)隊(duì)助力實(shí)現(xiàn)了首架250千瓦級(jí)電動(dòng)飛機(jī)的誕生。這架飛機(jī)符合歐洲航空安全局的飛行條件以及德國(guó)聯(lián)邦航空局的相關(guān)規(guī)定。

航空史上的里程碑

這架飛機(jī)從德國(guó)中北部Hünxe鎮(zhèn)附近的一場(chǎng)起飛，飛行10分鐘后安全降落。此后，它又多次完成試飛。這意味著西門(mén)子現(xiàn)在擁有了為中等功率飛機(jī)打造的電機(jī)。對(duì)于飛機(jī)制造商Extra公司而言，這個(gè)項(xiàng)目也具有特殊意義。公司創(chuàng)始人暨總經(jīng)理Walter Extra指出：“看到我們制造的特技飛機(jī)首次依靠電機(jī)飛上藍(lán)天，我們感到非常自豪。”

Extra 330LE首飛是擁有CS23適航認(rèn)證的電動(dòng)飛機(jī)有史以來(lái)*次飛上藍(lán)天。

特技飛機(jī)：測(cè)試電機(jī)的理想之選

西門(mén)子為什么對(duì)特技飛機(jī)感興趣呢？特技飛機(jī)非常適合測(cè)試電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。它足夠強(qiáng)勁，可以在三個(gè)軸向上急劇加速，使動(dòng)力總成在飛行中達(dá)到其極限。今后幾年，這架飛機(jī)將是用于分析和優(yōu)化各組件間協(xié)調(diào)性的理想之選。

這架飛機(jī)搭載了西門(mén)子提供的SP260D電機(jī)和換流器，以及斯洛文尼亞Pipistrel公司提供的電池組。螺旋槳由巴伐利亞企業(yè)MT Propeller公司制造。SP260D電機(jī)是西門(mén)子與合作伙伴Grob Aircraft公司共同研發(fā)的。作為德國(guó)航空研究項(xiàng)目的一部分，這個(gè)項(xiàng)目得到了德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)事務(wù)與能源部的資助。

為了安裝這些驅(qū)動(dòng)組件，飛機(jī)必須滿足若干條件。Anton解釋道：“它必須極其牢固，經(jīng)全面認(rèn)證，而且擁有盡可能大的運(yùn)載能力。”最終成型的飛機(jī)配有管型格式框架，便于輕松安裝組件和隨時(shí)改裝。

這架飛機(jī)配備了輸出功率高達(dá)260千瓦、重量?jī)H為50公斤的西門(mén)子電機(jī)，其功率重量比達(dá)到了破紀(jì)錄的5千瓦/公斤。

足以支持區(qū)域航線？

Extra Aircraft公司并非西門(mén)子在航空電氣化領(lǐng)域里的合作伙伴。西門(mén)子也與其他中型制造商合作開(kāi)展試點(diǎn)項(xiàng)目，以提高人們對(duì)電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)用益處的認(rèn)識(shí)。例如，2016年4月，一架名為“Magnus eFusion”的兩座訓(xùn)練機(jī)成功完成首飛。這架飛機(jī)將被用于探索如何改裝電池系統(tǒng)以滿足航空電氣化的需求。此外，西門(mén)子和空客公司正在開(kāi)展一個(gè)大規(guī)模合作項(xiàng)目：兩家公司想要在2020年之前，證實(shí)混合動(dòng)力—電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用于百人以下的區(qū)域航班的技術(shù)可行性，這一發(fā)展將要求功率級(jí)別達(dá)到10兆瓦級(jí)。

電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)如何影響環(huán)境

Anton說(shuō)：“我們堅(jiān)信，電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將在航空領(lǐng)域起到不可替代的作用。”他的預(yù)測(cè)是有理由的：歐盟委員會(huì)希望在2050年之前將航空業(yè)的總二氧化碳排放量減少75%。隨著航空運(yùn)輸量穩(wěn)定增長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的途徑是采用新技術(shù)。

這架飛機(jī)即將首飛之際，西門(mén)子eAircraft項(xiàng)目經(jīng)理對(duì)其推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行最后檢查。

管型格式框架讓工程人員可以輕松又靈活地安裝諸如電機(jī)、換流器和電池等單獨(dú)組件。

創(chuàng)紀(jì)錄的電機(jī)助力首飛。平穩(wěn)降落之前，Extra 330LE在空中共飛行了十分鐘。

飛機(jī)首飛成功后，Extra Aircraft公司創(chuàng)始人Walter Extra（左）與西門(mén)子中央研究院eAircraft項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Frank Anton愉快合影。

航空電氣化是解決二氧化碳排放問(wèn)題的方法之一。Anton解釋道：“混合動(dòng)力—電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用電力推動(dòng)螺旋槳或涵道風(fēng)扇，并利用針對(duì)穩(wěn)定飛行性能進(jìn)行優(yōu)化的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行發(fā)電。”輔助電池功率可用于飛機(jī)爬升過(guò)程。

這個(gè)概念將能量轉(zhuǎn)換與推力的產(chǎn)生相分離，這為飛機(jī)研制開(kāi)辟了新的可能性。這是因?yàn)椋@種配置讓相關(guān)人員可以單獨(dú)優(yōu)化中央能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和分布式推進(jìn)力生成系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)在減排等方面潛力巨大：西門(mén)子專(zhuān)家預(yù)計(jì)，它可將燃料消耗量和污染物排放量最多減少50%。

不僅如此，電動(dòng)飛機(jī)比常規(guī)飛機(jī)噪音更小。這不僅將造福機(jī)場(chǎng)附近的居民，也能讓飛機(jī)運(yùn)營(yíng)商從中受惠，因?yàn)橛辛税察o的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)后，公司就可以開(kāi)通目前因?yàn)樵胍粼蚨唤w的傍晚和夜間航班。這可以大幅提高飛機(jī)的運(yùn)載能力利用率，從而提升業(yè)務(wù)模式的盈利能力。

西門(mén)子專(zhuān)家致力于不斷改善組件的功率密度、效率和可靠性。不過(guò)，他們的目的不僅是優(yōu)化，他們還總是設(shè)想這個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)即將飛上藍(lán)天的情景。德國(guó)航空業(yè)先驅(qū)Otto Lilienthal是這樣描述這種遠(yuǎn)大志向的：“發(fā)明飛機(jī)意義很小，建造飛機(jī)比之稍好，而讓飛機(jī)飛上藍(lán)天則意義非凡。”