尋求飛機能源系統(tǒng)和推進系統(tǒng)的替代解決方案目前已成為行業(yè)最新熱點，近期兩家發(fā)動機企業(yè)霍尼韋爾和賽峰分別首次展示了其實用性較高的混合動力和純電動力飛機大尺寸測試硬件。

盡管電推進興起于電動垂直起降（eVTOL）城市空中交通，但電機制造企業(yè)已在此基礎(chǔ)上謀劃了長期發(fā)展路線圖，從而滿足軍用航空、通用航空和支線運輸機對動力系統(tǒng)提出的較高用電需求。

傳統(tǒng)燃氣輪機制造企業(yè)開始涉足正在成形的電推進市場，通過企業(yè)內(nèi)部創(chuàng)新或外部合作等方式，同電力系統(tǒng)、電機和電池供應(yīng)商建立合作關(guān)系。

近期，霍尼韋爾公司正在研發(fā)基于HTS900的混合電推進系統(tǒng)，其兆瓦級發(fā)電機設(shè)計已完成90%，賽峰集團推出的ENGINeUS45電動機額定功率達到45千瓦。

一、霍尼韋爾公司針對小型固定翼和垂直起降飛行器開發(fā)從60千瓦到1000千瓦級別的各類發(fā)電機

霍尼韋爾公司混合/電推進部門高級總監(jiān)布萊恩·伍德（Bryan Wood）表示：飛機混合動力系統(tǒng)和純電動力系統(tǒng)將具有廣闊的市場前景，目前可能應(yīng)用在軍事、小型固定翼和垂直起降等領(lǐng)域。為滿足潛在應(yīng)用需求，公司正在持續(xù)研發(fā)兆瓦級發(fā)電機，其潛在應(yīng)用對象已從年初極光飛行科學(xué)公司的XV-24A改為DARPA的X-plane。

電機目前正在佛羅里達州立大學(xué)進行測試，此前曾在佛羅里達州奧蘭多舉行的全國公務(wù)航空協(xié)會（NBAA）會議上進行展示了混合電推進發(fā)動機，包括兩臺200千伏安電機和HTS900渦軸發(fā)動機。霍尼韋爾公司發(fā)動機和動力系統(tǒng)總裁布萊恩·希爾（BrianSill）表示：“公司正在開發(fā)多個功率等級的發(fā)電機，覆蓋從60千伏安到1兆瓦各類電機。”

研究中的一部分內(nèi)容就是選擇技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。希爾表示：“目前可選的方向有HTS900發(fā)動機和131-9（輔助動力裝置）”。

從最為基本的發(fā)電角度來看，霍尼韋爾認為發(fā)動機和發(fā)電機一體化設(shè)計將在混合動力領(lǐng)域最先應(yīng)用，其兆瓦級電機將在2019年第一季度達到技術(shù)成熟度6級。

●霍尼韋爾混合動力系統(tǒng)演示樣機包括HTS900渦軸發(fā)動機和兩臺200kVA發(fā)電機

霍尼韋爾公司重點關(guān)注影響系統(tǒng)功率密度的熱管理設(shè)計，系統(tǒng)的最終目標是轉(zhuǎn)換效率達到98％。

霍尼韋爾正在同總部位于丹佛的初創(chuàng)公司XTIAircraft合作，通過融資進行XTI系統(tǒng)開發(fā)。XTI系統(tǒng)采用HTS900發(fā)動機驅(qū)動三臺發(fā)電機，而在NBAA上展出的雙發(fā)電機演示樣機是霍尼韋爾公司目前可以提供給客戶的版本。最終配置將根據(jù)任務(wù)和有效載荷，決定配置200千瓦發(fā)電機的數(shù)量。

二、賽峰集團針對垂直起降飛機和小型支線飛機開發(fā)混合動力系統(tǒng)

與此同時，賽峰集團被Zunum Aero公司選中為混合動力小型支線客機提供動力系統(tǒng)解決方案。ENGINeUS 45電動機的額定功率為45千瓦，屬于系列產(chǎn)品的第一款，該系列最大額定功率將達到500千瓦。賽峰集團表示，電動機具有內(nèi)置專用控制設(shè)備，效率超過94％，功重比達到2.5千瓦/千克，轉(zhuǎn)速為2500轉(zhuǎn)每分。

●額定功率為45 kW的賽峰ENGINeUS 45電動機，該系列產(chǎn)品的輸出功率最高可達500 kW

為了驗證NBAA會議上展出的電動機性能，賽峰集團在電氣集成平臺上對電機進行了測試。此外，賽峰集團還在全分布式推進混合動力系統(tǒng)上完成了4臺電動機的地面測試。盡管目前的系統(tǒng)研發(fā)并未正式與任何混合電推進項目關(guān)聯(lián)，但技術(shù)上主要瞄準了垂直起降、支線和城市空中交通項目。潛在合作項目包括貝爾公司的飛行演示運載器，貝爾公司在今年6月公布了同賽峰集團的合作關(guān)系。

賽峰直升機發(fā)動機公司于今年2月宣布，計劃將在2020年進行混合分布式動力系統(tǒng)演示驗證。盡管城市空中交通市場正朝著全電方向發(fā)展，但賽峰集團考慮到對飛機續(xù)航能力需求，認為市場對混合動力系統(tǒng)存在需求。

ENGINeUS 45電動機具有172牛米的連續(xù)扭矩輸出能力，在2500轉(zhuǎn)/分的工況下，扭矩密度達到10牛米/千克，實現(xiàn)了低速、高功率密度的目標。

根據(jù)同Zunum公司簽訂的長期協(xié)議，賽峰直升機發(fā)動機公司正在開發(fā)和驗證1700-2000馬力的阿蒂丹3渦軸發(fā)動機，為12座、700英里航程的ZA10上提供電力。改進的阿蒂丹3Z將采用500千瓦渦輪發(fā)電機，為飛機電池組和兩臺500千瓦電動涵道風(fēng)扇提供動力。

賽峰集團將改裝后的阿蒂丹發(fā)動機與Zunum公司發(fā)電機搭配，將在2019年中對500千瓦渦輪發(fā)電機進行地面測試。系統(tǒng)隨后交付給Zunum公司，安裝在改進后的羅克韋爾渦輪指揮官飛行試驗臺上。

航空工業(yè)發(fā)展研究中心 李豐羽