2022世界电动系统进展_廖忠权.pdf
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1、23航空动力 I Aerospace Power 2023年 第1期回顾与展望 Review&OutlookElectric Power System Progress in 20222022世界电动系统进展电推进领域在2022年一如既往地蓬勃发展,针对单通道干线、支线、通用飞机的电推进技术和产品继续稳步推进。各家制造商根据自己情况对选定的动力细分领域持续开展研究。GE公司依然锁定市场价值量最大的窄体客机领域;雷神技术公司则是在支线客机电推进系统领域发力;罗罗公司推出了一种用于通勤飞机的全新涡轮发电机;赛峰集团则是关注电动机;霍尼韦尔公司完成了兆瓦级涡轮发电机首轮测试;初创公司H3X则是瞄准支
2、线客机市场推出其模块化全电推进系统。电推进系统领域已呈现百花齐放、百舸争流之势。电推进作为未来碳中和的动力解决方案之一,近年来受到业界的高度关注。2022年主要动力制造商力图继续维持行业优势,行业新进入者则是力争获得一杯羹。廖忠权/中国航发研究院 GE公 司 军 民 并 进,稳固窄体客机市场推动窄体飞机兆瓦级混合电推进系统研发2022年2月,GE公司与波音公司就窄体飞机兆瓦级混合电推进系统研发项目达成合作协议。该系统总功率约1.5MW,原动机选用GE公司的CT7-9B涡桨发动机,飞行试验台由一架萨伯340B飞机改装。波音及其子公司极光飞行科学公司负责提供萨伯340B飞机改装、系统集成和飞行测试
3、服务,包括短舱制造、驾驶舱界面设计和软件、飞机级性能分析和系统集成。最初的飞行试验是将萨伯340B飞机的一侧CT7-9B发动机换成兆瓦级混合电推进系统,另一侧继续使用CT7-9B发动机;最终要将两侧发动机都改装成混合电推进系统进行试飞。获美国陆军510万美元发展混合电推进技术2022年3月,美国陆军作战能力发展司令部、陆军研究实验室授予GE公司一份价值510万美元的研发合同,用于应用研究协同系统-涡轴电气化项目(ARC-STEP),以支持GE公司为未来飞行开发混合电推进技术。项目包括对兆瓦级电气化动力装置的研究、开发、测试和评估,利用该动力装置将进一步开发用于陆军未来垂直起降飞机(FVL)计划
4、的技术。ARC-STEP将采用GE公司的CT7涡轴发动机,以及GE公司生GE公司兆瓦级电动机/发电机为测试台上的3.35m直径螺旋桨供电GE公司的CT7涡轴发动机24航空动力 I Aerospace Power 2023年 第1期回顾与展望 Review&OutlookSTEP-Tech验证机的潜在应用产的电动机和电力电子设备。开展大功率高压混合电推进系统高空测试2022年7月,GE公 司 宣 布 成功完成兆瓦级混合电推进系统在13.7km高空的运行试验,可在未来几年内进行飞行测试。此次测试是在单通道干线飞机运行模拟环境中进行,验证了发电机、电力转换器、电力传输和控制系统等相关系统性能。测试于
5、2022年早些时候在美国国家航空航天局(NASA)位于俄亥俄州的电动飞机试验平台(NEAT)完成,但测试结果则是于7月19日在范堡罗航展上宣布。GE公司认为该系统是未来推进计划的基石,预计将于21世纪30年代中期投入使用,后续测试计划将作为NASA电气化动力系统飞行验证(EPFD)项目的一部分。雷神技术公司整合资源,发力中小型支线飞机市场推动可持续航空混合电推进系统发展2022年3月,雷神技术公司旗下两家公司柯林斯宇航公司和普惠公司,合作将混合电推进系统集成到德哈维兰“冲”8-100飞行验证机上。将验证机一侧的发动机换装成一个2MW级的推进系统,该系统由普惠公司的燃油发动机与柯林斯宇航公司的电
6、池供电电动机相结合,形成并联的混合电推进系统。发动机和电动机将各自产生约1MW的功率,发动机将针对巡航效率进行优化,而电动机将在起飞和爬升期间提供额外动力,与现有涡桨发动机相比,燃油效率提高了约30%。柯林斯宇航公司和普惠公司还针对未来先进空中交通(AAM)的新型混合电推进飞机,以及潜在的中小型支线飞机,合作开发了可扩展涡轮电力传动系统技术(STEP-Tech)验证机。STEP-Tech验证机专注于100 500kW级的高压分布式涡轮电推进概念,并有潜力增加到1MW或更高,特点是模块化和可扩展,可快速发展出一系列原型机进行验证。该项目耗资1.25亿美元,将于2024年开始飞行测试。继续建设电推
7、进实验室柯林斯宇航公司正在建设电气化和电推进实验室,建设投资5000万美元。该实验室曾测试过波音787、空客A220和中国商飞C919的电力系统,并将很快用于测试“冲”8-100验证机的1MW电动机和电动机控制器。截至2022年6月,柯林斯宇航公司已经测试了400kW的电动机驱动系统,功率密度是之前同类最佳产品的4倍,更是目前在787上使用的普通电动机起动控制器的10倍以上。罗罗公司巧妙推新,加快产品进度2022年6月,罗罗公司宣布正在验证一种全新的涡轮发电机用于AAM,包括作为电动短距起降(eSTOL)飞行器的主推进系统,以及扩大eVTOL飞行器的航程。这种涡轮发电机由一个功率约800kW、
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