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(来源:中国航空报)

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罗彧

2025年,全球航空电推进系统迎来高速发展的关键一年,在干线客机、通用航空、军用航空三大核心领域实现多点突破,技术产业化进程持续提速。

作为回应全球航空业减排承诺、应对能源挑战的核心技术路径,电推进正推动航空动力向更高效、更多元的能源利用方式转型,各国制造商纷纷加大研发投入,聚焦产品成熟度提升、适航取证推进,而军民两用技术的深度融合,更成为行业发展的新亮点与新方向。

干线客机领域:巨头领跑 技术落地加速突破

GE航空航天公司、雷神技术公司(RTX)和赛峰集团不仅着力常规动力领域是干线客机发动机领域,在电推进领域,也在积极探索和发展干线客机动力技术,通过各种计划和项目,推动各自电推进技术和产品发展。

2025年3月,在美国达拉斯直升机展览会(Verticon)上,GE航空航天公司展示了正在推进的混合电推进技术研究项目。其中,干线客机动力领域包括电气化动力系统飞行验证(EPFD)项目和混合热效率核心机(HyTEC)项目。EPFD项目是与美国国家航空航天局(NASA)、波音公司合作开发和测试的兆瓦级混合电推进系统,已经完成13700m高空模拟测试,电动/发电机和电力电子设备等兆瓦级组件全工况达标,验证了高空适配性,计划在2030年前进行地面和飞行试验,该项目旨在探索混合电推进架构在商用航空领域的应用。

HyTEC项目是与NASA合作开展的混合电推进验证项目的一部分,将电动/发电机嵌入大涵道比商用涡扇发动机,在不同飞行阶段提供补充动力,所构成的系统可以不依赖电池等储能装置。在HyTEC项目下,2025年11月GE航空航天公司启动了“通行证”(Passport)混合电推进系统原型机地面测试。雷神技术公司旗下柯林斯宇航公司已将用于混合电推进飞机的电动机功率提升至兆瓦级。

2025年6月,柯林斯宇航公司在巴黎航展上展示了在研的1MW级电动机的全尺寸模型,该电动机将用于雷神技术公司的混合电推进技术验证机;此外,该公司还展示了用于空客公司“先锋实验室”直升机技术验证机的250kW电推进系统和配套电力电子设备。柯林斯宇航公司公布了1MW、500kW和250kW共计3型电动机的研发计划,并将逐步建立一个可扩展的电动机产品系列。与此同时,柯林斯宇航公司和普惠加拿大公司还参与了欧盟清洁航空(Clean Aviation)计划中的包含混合电推进的可持续喷水涡扇(SWITCH)项目。

赛峰集团的ENGINeUS 100电动机在经过1500h的认证测试和超100h的飞行测试后,于2025年2月获欧洲航空安全局(EASA)适航认证,成为全球首型为空中交通提供动力的取证电动机,旨在满足空中交通多样化的市场需求。ENGINeUS 100电动机结构紧凑,最大功率为125kW,功重比为5kW/kg,集成了电源和电子控制设备,便于整合到各种电推进系统中。赛峰集团计划于2026年在法国尼奥尔(Niort)和英国皮茨通(Pitstone)建立4条半自动化生产线,大规模生产ENGINeUS 100系列电动机,届时年产量将达到1000台,并可进一步扩大产能。

通用航空领域:eVTOL引领 多元技术百花齐放

在通用航空领域,电动垂直起降(eVTOL)飞行器热度不减,电推进系统的发展也日新月异。

2025年8月,俄罗斯莫斯科航空学院宣布正在研发一型串联混合电推进系统。该系统可用于载重500kg的有人/无人多用途eVTOL飞行器,也可用于未来的空中出租车;其最大的特点是配备了全组件高精度数字孪生模型,并完成了本土化适配。当前,研发团队正在进行工程计算并编制方案设计文档,计划于2026年进行技术验证机制造与试飞。

2025年7月,美国XTI公司和MagLev公司公布了合作研发的一型开创性的磁悬浮电推进系统——磁悬浮高速推进(MagLevHyperDrive)系统,旨在提升eVTOL飞行器的速度、航程、可靠性、噪声特性和垂直起降性能,以满足市场对eVTOL飞行器执行高价值远程航空任务的需求。该系统采用翼尖涵道风扇结构,通过磁悬浮技术实现涵道风扇稳定运行并消除机械摩擦,从而显著提高系统效率,适用于各种尺寸的电推进飞机

2025年7月,Hartzell公司专为电推进飞机设计的螺旋桨获得美国联邦航空局(FAA)的型号认证,是第一个获得FAA认证的专门用于电推进系统的螺旋桨,能在各种不同的负载条件下工作。该螺旋桨采用可调桨距,有5片复合材料叶片,将用于贝塔技术(BETA Technologies)公司的阿利亚(Alia)电推进飞机。

2025年1月,韩国三宝汽车集团在美国消费电子展(CES)上展示了全球首型氢电和锂电双重动力系统飞机HAMIII-2。该机最大的特点是可同时使用氢燃料电池和锂电池,垂直起飞阶段依靠锂电池供电,平飞阶段切换至氢燃料电池驱动,平衡了噪声、排放、能源效率与性能。HAMIII-2飞机翼展为9m、高度为4.5m、质量为850kg,配备4个用于垂直起降的水平螺旋桨和2个用于前飞的大型后置螺旋桨,目前正在接受韩国民航局(KOCA)和FAA的认证。

MagniX公司基于其在固定翼飞机领域成熟的Magni650电动机开发了应用于直升机领域的Helistorm电动机,旨在满足航空运输市场对更高转速电动机的需求。该公司预计于2026年开始测试Helistorm电动机,并于2026年交付客户。Helistorm电动机最大功率为330kW,质量为75kg,转速远高于Magni350和Magni650电动机,MagniX公司正在探索无变速箱的直接驱动应用配置。

军用航空领域:军民融合 开辟发展新蓝海

随着民用eVTOL技术和产品日渐发展成熟,军用航空领域也越来越多地引入了eVTOL技术,而且eVTOL飞行器供应商也越来越关注军民两用技术的发展。

2025年5月,阿彻公司与安杜里尔公司、空港无人机服务公司、阿特金斯瑞利士公司合作,共同推进英国eVTOL货运飞行器军民两用改造及测试项目。合作各方将基于阿彻公司“午夜”eVTOL飞行器,探索超视距(BVLOS)运行技术,构建物流系统以满足英国军民两用货运需求。其中,阿彻公司负责改造“午夜”eVTOL飞行器以适应军民用需求,安杜里尔公司则负责物流系统集成。

2025年8月,美国乔比公司与L3哈里斯技术公司达成合作协议,基于乔比S4民用倾转旋翼eVTOL飞行器,研发军用可选有人驾驶型涡轮基混合电推进eVTOL飞行器,为多种任务场景提供长航程解决方案,支持有人/无人协同作战。根据合作协议,乔比公司将负责飞行器研发制造,L3哈里斯技术公司提供传感器、通信及协同自主化等任务系统集成技术。预计乔比公司将在2026年进行eVTOL飞行器作战演示验证。

2025年9月,美国电动航空初创企业贝塔技术公司首次披露现有Alia系列电推进飞机及新产品扩展规划。Alia系列包括A250垂直起降型和CX300常规起降型飞机,CX300飞机预计将在2026年年末或2027年年初获得型号合格证,A250飞机计划在CX300飞机取证后12个月内获得认证。贝塔技术公司正在积极拓展军用航空领域,基于A250民用型开发军用型混合电推进飞机MV250,该机有效载荷为907kg,航程为463km,单价为500万~1000万美元,美国军方为其潜在客户。

此外,贝塔技术公司还在与GE航空航天公司合作开发军民用混合电推进技术。GE航空航天公司将向贝塔技术公司投资3亿美元,双方将基于GE航空航天公司现有的CT7和T700涡轴发动机研发混合电推进系统,旨在提升飞行器的航程、速度、载荷并降低运营成本。

电推进系统是航空动力领域的一条新赛道,行业竞争者既有GE航空航天公司和普惠公司这样的传统航空动力制造商,又有乔比公司和阿彻公司这样的新创企业。2025年电推进系统发展总体态势表现为:作为航空运输中需求量最大、价值量最高的单通道干线客机,适配的混合推进系统主要由GE航空航天公司、雷神技术公司、赛峰集团等传统领先企业推动,同时企业向下兼容支线客机和通用飞机动力;而不断涌入的电推进新创企业则主要争夺功率需求低、开发难度小的支线客机和通用飞机动力市场;无论是传统企业还是新创企业,都越来越关注军民两大市场的协同发展。 (本文摘编自《航空动力》)