西門子S7-300AOAI模塊

西門子、空客和羅爾斯?羅伊斯三家公司今天宣布，他們將首開先河——利用大型飛機來測試混合動力電力推進系統(tǒng)。一架100座BAe146飛機被作為飛行 試驗平臺，計劃于2020年實現(xiàn)首飛。在接受《未來之窗》采訪時，西門子eAircraft業(yè)務部負責人Frank Anton博士和西門子eAircraft業(yè)務部E-Fan X項目經(jīng) 理Wulf Roscher與我們探討了這個革命性項目。eAircraft業(yè)務部負責開展西門子所有與電動飛機相關的業(yè)務。

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三大巨頭正在合力打造的E-Fan X是一架混合動力電動飛行客機測試版，它計劃于2020年飛上藍天。為此，西門子正在研發(fā)一個輸出功率為2兆瓦的電力 推進系統(tǒng)，此舉有望打破輕型驅動系統(tǒng)的現(xiàn)有紀錄。這個推進系統(tǒng)源自空客與西門子從2016年開始的合作，但E-Fan X本身將在該合作范圍之外研發(fā)。

鑒于西門子現(xiàn)有的eAircraft業(yè)務，這個項目對于西門子而言意味著什么？

Frank Anton：繼我們2016年與空客達成合作伙伴關系之后，這架大型飛行測試機將是eAircraft邁向混合動力電動飛機未來的一大步 。通過在飛行中測試這架測試機及其電力推進系統(tǒng)，我們將學會如何讓這項顛覆性創(chuàng)新技術在航空領域大顯身手。

歸功于我們現(xiàn)有的面向無人機以及超輕型和輕型運動類飛機的驅動系統(tǒng)，我們已經(jīng)涉足航空領域。不久前，我們還推出一個用于城市電動空中出租 CityAirbus的電機原型。

現(xiàn)在，我們正充分運用在研發(fā)這些輸出功率級別的電機過程中積累的經(jīng)驗，研制*個適用于座位數(shù)在50到100之間的混合動力電動商用飛機的解決方案。 這一發(fā)展將促使航空客運降低噪聲，同時更具可持續(xù)發(fā)展性。

你們的計劃究竟是什么呢？

Wulf Roscher：eAircraft迄今為止開發(fā)的電力推進系統(tǒng)，譬如，我們“創(chuàng)紀錄的驅動系統(tǒng)”，已經(jīng)擁有高達250千瓦的輸出功率。但現(xiàn) 在，我們正在開發(fā)適用于支線飛機的2兆瓦電力推進系統(tǒng)，其功率約為Extra 330LE驅動系統(tǒng)的8倍。支線飛機機翼上將安裝4到8個這樣的電機，為飛機的螺 旋槳或渦扇提供動力。這架飛行測試機的電力推進系統(tǒng)將從由機載渦輪機驅動的發(fā)電機獲得動力。起飛和爬升的動力則來自擁有700千瓦輸出功率的鋰離子 電池。

Anton：我們的目標是及時將測試機的4個渦輪噴氣發(fā)動機中的一個，更換為2兆瓦電力推進系統(tǒng)，以按計劃在2020年實現(xiàn)首飛。這將 是這樣的大功率電機首次用于推進飛機！我們可以設想，在隨后的測試中，我們將再把一個渦輪發(fā)動機更換為電力推進系統(tǒng)。

這樣強勁的驅動系統(tǒng)會不會很重、很占空間呢？盡管電動交通益處良多，但這樣的驅動系統(tǒng)是否高效呢？

Roscher：得益于我們在高級輕量化工程和高科技材料等領域開展的大量研究工作，我們將大幅降低驅動系統(tǒng)的尺寸和重量。盡管我 們之前的創(chuàng)紀錄電機已經(jīng)能夠持續(xù)實現(xiàn)高達5.2千瓦/公斤的功率密度，我們仍希望新的2兆瓦電機可以進一步大幅提升這一性能。

Anton：秘訣不在于材料或拓撲。我們所談論的這種超輕型推進系統(tǒng)之所以能夠研發(fā)并制造成功，完全是西門子PLM仿真軟件 SimcenterTM的功勞，它將所有已知的物理和技術影響納入考慮范圍。利用這項技術，我們通過迭代創(chuàng)建出數(shù)字化雙胞胎，從而以虛擬方式優(yōu)化我們的原型 機。這不僅加快了研發(fā)過程，也讓我們打造出更為強大的電機。