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支线飞机市场将混合电推进作为选项
关键词:      时间:2019-06-12

据《航空周刊》2019年6月12日报道,作为挪威博德的支线航空 Wideroe 的副首席运营官,Andreas Aks现需要探寻一个问题,即哪种飞机最适合未来的支线航空。


Wideroe 公司目前拥有庞巴迪Dash 8-100、8-200和8-300机队,部分航线联通偏远的城镇与挪威的其他城市。留给Aks和其员工寻找新飞机的时间不多。尽管开展了最新寿命延伸项目,Wideroe最老的Dash 8-100将在未来三年内达到限制的120000个循环。挪威当前更加追求环境的可持续发展,所以Aks表示目前公司正处于一个转折点。


对于Wideroe等航空公司,混合电推进技术也许能复苏支线航空。现有大量的已有和初创公司在不同程度地探索或开发支线飞机。


在不到5年的时间内,支线涡桨发动机经历了一次巨大的变化。一旦有望采用更先进的涡轮发动机推动尺寸更大、功率更大的飞机,则下一代更小型的飞机将可能采用混合电推进系统。


Aks称,电动飞机不关注尺寸,我们目前的航线中还有许多空缺。现在需要的是能与其他短途运输交通工具(如汽车和公交车)成本一样低廉的飞机。尽管还处于萌芽阶段,支线航空所需的混合电推进正在快速发展。


行业新进入者的关注重点为电推进系统和更低的能源成本,这是与涡桨发动机竞争的关键。大多数的公司关注混合电系统,但也有部分公司在追求全电。但基于电池技术的限制,所有的公司把注意力都投向9-12座的塞斯纳“大篷车”和皮拉图斯PC-12。


巴西航空工业公司原来的大型支线客机采用涡桨发动机,目前也在E3项目中研究更低成本的方案。巴西航空工业公司还需要看新的伙伴波音公司是否愿意进入支线市场,而目前支线市场的需求显示比较薄弱。巴西航空工业公司还在持续研究飞机的市场和方案,尤其是动力技术,混合电推进技术是可采用的一项技术,并会持续保持关注这项技术。一旦技术成熟,E3项目将是采用混合电推进的更大型涡桨发动机。目前还没有立即启动的需求,如果要实现商用,还需要一段时间。


罗罗公司正在探索更小型支线飞机采用新动力技术。Aks表示,罗罗公司很愿意探索前沿技术,Wideroe公司目前也在参与其中一些项目。


涡桨发动机领先企业ATR公司有两种飞机:ATR 42和72,已销售数十年,还在持续改进。该公司正在推进空客集团和Leonardo来开发一种传统的90座飞机。

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Leonardo正在欧洲清洁天空2项目下研究新的支线飞机


ATR公司对未来有清晰的产品策略。理念是在对现有飞机进行改进的同时,寻求启动新飞机的技术,公司在考虑所有的选项。ATR公司的工程高级副总裁Stephane Viala表示,确定ATR 42级别的飞机采用全电的推进系统是不可行的,为了搭载与传统动力飞机相同的负载,并实现相同航程,目前可用的电池将用重达21吨,而飞机重量仅有18吨,即使到2030年也比较难实现。


Viala指出,电推进和混合电推进系统的关键挑战仍然未解决,如能量储存,电弧消除,高电压分布和当前条例下无法取证。即使是一架19座飞机在2030年投入使用,也将是混合电推进飞机,且电提高的功率比例还非常低。由此,ATR公司目前仍重点改进现有飞机。一项重要举措是降低发动机和其他零部件如螺旋桨的维修费用。


韩国航空工业(KAI)正在开展一种支线飞机的初步研究,据其首席执行官描述,该飞机为60座,并将在2030年进入市场。官方示意图显示该飞机与庞巴迪的CRJ相似。波音公司作为投资方之一的Zunum航空公司,正在开发一种采用混电动力的12座飞机ZA12,同时以色列的Eviation正在制造9座的全电飞机Alice。在法国Vannes组装的第一架Alice原型机将在巴黎航展进行静态展示。两种设计都将优化为电推进。


由空客前任技术总监Jeans Botti负责的一家法国公司VoltAero,目前正在开发Cassio。这是一种基于塞斯纳公司337 Skymaster构型的混合电推进飞机,它将拥有4座、6座和9座版本。VoltAero正在将一架“天空大师”涡桨飞机改装为其混合电推进系统的试验平台,计划在2019年开展飞行试验。


一家美国初创公司Ampaire也将“天空大师”作为其混合电推进系统的试验平台,但它的商业计划是与小型运营商一起将他们的现有飞机改装为电推进,目标平台包括赛斯纳的“大篷车”和比奇公司的“空中国王”。2019年晚些时候,Ampaire计划将其试验飞机在夏威夷Mokulele航线上飞行。


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Ampaire正在尝试将塞斯纳“天空大师”动力替换为电推进系统


在这些电推进初创公司中(包括Ampaire),目标是对现有飞机进行换发,例如现采用普惠加拿大PT6涡桨发动机为动力的“大篷车”和“空中国王”飞机。电动机开发商MagniX期待将“大篷车”的动力更换为560kW的Magni500电动机。


另一家美国初创公司Wright Electric正着眼于开发一种全电、短途、180座的飞机,它的第一步是与西班牙的Axter航空公司联合将一架未经确认的9座飞机改为混合电推进系统。


这些新公司都宣称用混合电推进来显著降低油耗,但与现今采用涡轮发动机为动力的飞机相比,其代价是航程缩短。例如,Zunum公司的ZA12,其航程约为1100公里,相比PC-12的航程3300公里短得多,但其油耗降低了40%~80%。Eviation公司称其全电Alice飞机的航程约1000公里,但电池占据了飞机60%的总起飞重量。


赛峰公司正在准备对其Ardiden 3涡轴发动机的一型改型进行地面试验,该发动机研制用于配装1300公里的ZA10支线飞机。赛峰公司在2018年末被选中作为Zunum公司的12座飞机项目的动力提供商,目前正在验证其Ardiden 3发动机的改型,旨在形成一个500千瓦涡轮-发电机系统,作为飞机电池组的补充,共同推动飞机的两个500千瓦电动风扇。Zunum公司目前正在内部开发推进电动机和涵道风扇。


除了取得波音公司的“地平线”X和JetBlue技术的风险投资,Zunum公司近期在努力争取其他的资金。它将罗克韦尔公司“涡轮指挥官”涡桨飞机作为推进系统的试验平台,初期着眼于评估电动机。电动机将代替飞机上的一台涡桨发动机,并通过齿轮箱驱动相同的螺旋桨。飞行试验计划在2019年开始,对涡轮发电机和电动机的试验预计在后续开展。ZA10为更大的混合电推进飞机ZA50铺平道路,ZA50预计在2030年进行研发。该飞机可承载48名乘客,运营成本优于庞巴迪公司的Q400。


短途飞机的市场在哪里?支线航空的趋势何时变得更大、飞得更远?根据这些新公司的说法,答案是打开未充分打开的当地机场的潜力,为更小团体提供飞行服务。这意味着与更长的航程相比,新飞机机票更廉价,且更干净、更安静。

(翻译:李茜,审稿:陈小丽)