电动飞机可能很快成为行业标准

专家表示,航空业正处于推进方式的重大变革边缘。

本文最初由 Flying Magazine 发布。

在最近于芝加哥举行的西门子创新日(部分目的是为了展示该公司在电动和混合动力飞机领域的最新进展)上,这家德国工业巨头首次在美国展示了其电动通用航空飞机,这是一款安装了 55 千瓦西门子电动机的 Magnus LSA。

西门子电动和混合动力推进副总裁 Terry Hamlin 表示,公司无意成为原始设备制造商 (OEM),而是希望通过与其他公司合作,展示其在设计和制造电动推进系统方面的专业知识,从而成为航空业电动解决方案的一部分。西门子目前正与空客和罗尔斯·罗伊斯就 eFan 区域飞机项目进行密切合作。

Hamlin 表示,西门子相信“航空业正处于推进方式的重大变革边缘”,这种变革围绕三个主要驱动因素。“一是减少[化石]燃料消耗。二是大幅减少排放,这只能通过真正颠覆性的技术来实现。最后,是飞机噪音的必要降低。”

Greg Bowles 也同意飞机推进方式将发生重大变化。作为通用航空制造商协会 (GAMA) 全球创新与政策副总裁,他负责管理该协会的电动推进与创新委员会。

西门子表示,到 2050 年,电动将成为行业标准,而电气化的发展速度已经比公司预期快得多。

“我们可能在 2021 年前实现已认证电动系统的市场启动,甚至可能在 2020 年底前。我们将与 OEM 合作,帮助他们集成和维护这些电动系统,”Hamlin 说。

芝加哥的活动还侧重于西门子如何致力于将电动飞机推向市场,首先是从 Magnus 和 Extra 330LE 等小型飞机开始。西门子在 2017 年使用 Extra 创造了电动飞机世界速度和爬升纪录。电动 Extra 飞机的最高速度达到 211 英里/小时,并在 4 分 22 秒内爬升至 9800 英尺。

西门子还在将其信息技术和物理世界融合到其生产流程中,以缩短新产品(例如在芝加哥展示的轴承罩)的上市时间。该轴承罩用于 Extra 330LE 的电动机。当最初的轴承罩创建时,西门子团队创建了一个数字孪生,使他们能够在虚拟现实世界中继续重新设计、测试和优化新版本。结果令人印象深刻,原始零件的重量从 25 磅减少到仅 9 磅。

siemens magnus innovation day
Magnus 目前仅能进行短途飞行。西门子

Hamlin 说:“我们投入的每一笔研发资金都致力于提高功率密度和减轻电池重量。”她谈到了航空业最新的前沿领域之一——城市空中交通概念,例如电动空中出租车,它们的需求是安静的垂直起降 (VTOL) 飞机,能够跨越城市距离。“ Hamlin 补充说,电池动力也可能会改变飞行培训。

Bowles 提醒电动动力装置的怀疑者们,回想航空业早期,人们也曾说过喷气式发动机不会有什么用处。

“人们曾怀疑喷气式发动机在直翼飞机或仅在低空飞行的飞机上有什么用处,因为当时喷气式动力装置效率很低。我们只是设计了能够利用这些新技术的飞机。我们需要同样看待电池动力。电动还能为我们提供哪些额外优势?尽管电动机在非常低的速度下效率会降低,但它们可以产生几乎为零 RPM 的扭矩。”

阿贡国家实验室预测电池密度每年将提高 3% 至 5%。虽然目前仅够飞行一小时的能量,但这个油箱每年仍将增长 5%。Pipistrel 的 Alpha Electro 已在加拿大获得飞行培训认证,但由于美国联邦航空局 (FAA) 对 LSA 动力装置的定义,在美国仍面临监管障碍。在此之前,Alpha 在美国无法用于飞行培训。Bowles 同意监管变革“可能是一个耗时且痛苦的过程”。

 

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