【据飞行周刊网站4月11日报道】麦克斯韦尔项目的X-57是NASA第一型全电演示验证机,正在进入最后的确认和验证阶段,将于2023年在加利福尼亚州阿姆斯特朗飞行研究中心首飞。
虽然X-57的首飞由于适航性、设计等方面的挑战已推迟了几次,但其开发经验可以传授给飞机和发动机制造商,也可以给FAA,用于制定认证标准和法规。
X-57项目于2016年首次推出,NASA最初计划了多个阶段,首先,在Mod 2阶段,用电动机改装飞机。随后,在Mod 3阶段,发动机移到翼尖以增加推进效率。之后,在Mod 4阶段,将配置一个大展弦比机翼,沿其前缘安装12个较小的螺旋桨,以增加起飞和着陆的气动升力。
NASA原本希望X-57在2018年首飞。然而由于电池系统、电力控制系统和电磁干扰问题,加上新冠疫情影响,大大减缓了进度。
因此,NASA正在全力测试带电推进系统的Mod 2配置,并在预算限制下,搁置了带有新机翼和分布式推进系统的后续飞行测试计划。在Mod 2的飞行测试和Mod 3和Mod 4组件的地面测试完成之后,该项目将于2023财年结束。
X-57是基于Tecnam P2006T轻型双发飞机,采用了Joby航空公司开发的JM-X57电推进系统,取代了原来的Rotax 912 S3活塞发动机。电源是排列在两个400磅锂离子电池组中的16个电池模块。这些设备都已全部安装完毕,并于2022年年底首次驱动电机进行测试。
3月份开始的确认和验证测试将于4月中旬结束。NASA计划随后开始飞行准备审查过程,将于2023年夏天结束时完成适航性审批并进行飞行测试,目前的计划是进行大约12次Mod 2标准的飞行。这些是基本的适航性和系统功能飞行,用来收据数据,吸取经验教训,为后续开发降低风险。
尽管美国宇航局不打算对Mod 3和Mod 4配置进行飞行测试,但对这些结构和推进系统组件的研究和分析仍在继续。同时,在Mod 4阶段,沿着Mod 3机翼前缘安装的较小的高升力马达、马达控制器和螺旋桨的测试正在加速进行。10.5千瓦功率的电机和1.9英尺的螺旋桨的设计是为了起飞时产生升力,然后折叠以减少巡航阻力。
NASA最初在3月下旬专注于高升力马达控制器硬件的功能测试,然后转向控制软件的验证和确认——这项工作预计将于4月底完成。高升力螺旋桨也已经完成了风洞测试,完全集成的电机和螺旋桨的测试预计将在2023年夏天开始。
X-57设计中涉及的一个关键的突破是开发了与被动冷却系统一起工作的高效逆变器。逆变器将飞机锂离子电池的直流电转换成交流电,供其电动机使用,电机效率达到98%。另一个重点突破是为机组人员开发实用的能源状态显示器。关于电磁干扰, NASA定制设计了一种紧凑而轻便的滤波器,以防止噪声传播回电池系统。
热量管理是另一个具有挑战性的领域,紧凑的设计将直流-交流逆变器放置在控制开关的计算机处理器附近。