来源:滚动播报

(来源:中国航空报)

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RTX公司近日对外宣布,可将支线涡轮螺旋桨飞机改装更具混合动力特性。该公司正在开发一种热电联合推进系统,该系统不仅能提高效率,还可以改装到现有飞机上。

凭借其高扭矩、极高的效率和零排放,电动机似乎是飞机推进系统的理想选择。然而,电动机也存在一些缺点,目前限制了其应用范围,例如,只能用于仅搭载少量乘客或有限货物的小型通勤飞机。

主要问题在于能量密度。内燃机使用的燃料单位质量能量密度至少是电池的20倍。因此,电动飞机的大部分重量和有效载荷被电池占据,这限制了大多数纯电动飞机的航程不足150海里(278千米)。

更糟糕的是,电池本身也是重量。传统飞机燃烧燃料后,飞行过程中重量会减轻,从而提高航程和效率。然而,电动飞机从起飞到降落重量保持不变,这意味着剩余电量的大部分都消耗在了电池本身的运输上。热管理方面的挑战以及对地面充电基础设施的压力进一步加剧了问题的复杂性。

尽管如此,电动推进仍然具有明显的优势。问题在于如何在不牺牲性能的前提下充分利用这些优势。

为了探索这一问题,RTX的子公司普惠加拿大公司正与柯林斯宇航公司和加拿大政府合作,开发用于中型支线飞机的混合动力涡轮螺旋桨发动机。今年3月3日,RTX混合动力飞行验证机取得了重大进展,其集成推进系统和电池在魁北克省朗格伊的测试舱内成功实现了全功率运行。

对于熟悉汽车混合动力系统的人来说,该系统的工作原理与丰田普锐斯等车辆所使用的设计有所不同。在普锐斯等车辆的混合动力系统中,内燃机为电池充电,然后电池再为电动机供电。RTX验证机并未采用这种方法。

相反,合作伙伴将普惠公司1兆瓦PW127XT涡轮螺旋桨发动机的衍生型号与柯林斯宇航公司的1兆瓦电动机相结合。通过一个专用齿轮箱,这两个动力源可以同时驱动螺旋桨轴,共同分担工作负荷,而不是依次运行。这套新系统包含一台正在这些轻型飞机上进行测试的电动机。  其基本思路是通过电动机的辅助来简化热发动机的功率曲线。这样,发动机无须在起飞和爬升时提升转速,电动机可以在发动机以相对恒定的油门运行时介入并辅助提升功率。此外,飞行员只需轻触油门即可获得高达2兆瓦的功率。此外,该电机在下降过程中还能兼作发电机,为200千瓦时的H55电池系统充电,从而有助于最终实现收支平衡。

RTX的目标是打造一款更轻的发动机,同时将燃油消耗量降低30%,维护成本降低20%。RTX公司声称,该系统可100%使用可持续航空燃料(SAF),因此也更加环保。

但最引人注目的是,该系统无需新飞机即可安装。其一大卖点是,合作伙伴声称该系统可以改装到现有的支线飞机上,这对于希望在保持或提高盈利能力的同时实现环保的运营商来说极具吸引力。

地面测试将持续到2026年,飞行测试计划在华盛顿州摩西湖的AeroTEC进行,届时将使用一架改装过的加拿大德哈维兰Dash8-100实验飞机。 (航柯)