電推進裝置的案例
吸氣式電推進首次點火成功（轉載）
歐空局領導的團隊于2018年3月完成了吸氣式電推進的研制工作，并成功完成了該類推力器世界首次點火。這種電推進裝置攝取大氣層邊緣稀薄大氣中的分子作為推力器的工質。實驗的成功意味著，衛星在超低軌道持續運行數年成為可能。
歐空局用于重力場測量的GOCE衛星，采用了電推進裝置來持續補償空氣阻力，因而能夠在250km的低軌上運行四年時間。然而，GOCE衛星的壽命受限于它攜帶的作為工質的40kg氙氣，當氙氣使用完以后衛星的任務也就結束了。
與衛星自身攜帶工質不同，使用大氣層中的中性分子作為工質，能夠創造出一類能夠在超低軌道上長時間運行的新型衛星。
吸氣式空間任務示意圖
吸氣式電推進裝置不僅能夠在地球軌道上使用，也能應用于其它星球的大氣層邊緣。例如，在火星上可以使用火星大氣層中的二氧化碳作為工質。
歐空局的Louis Walpot說道：“這個計劃的創新設計在于，它能夠在約200km高度的地球大氣層邊緣，以7.8km/s的速度收集空氣中的分子作為推力器的工質”。
實驗設備
意大利的Sitael公司研制了用于測試這個概念的完整推力器，并且在該公司一個能夠模擬200km高度真空環境的真空艙中進行了實驗。
試驗中還使用了一臺粒子流產生裝置，用來模擬高速來流分子。這些分子會被吸氣式電推進的新型進氣道和推力器捕獲。
推力器上沒用活動的和復雜的部件，每個部分都依據簡單的原理運行著。該推力器所需要的僅僅是產生磁場的線圈和推力器電極所需要的電能，這些能量用來產生極其強勁的阻力補償體系。
吸氣式電推進裝置原理圖
這項技術的挑戰在于，要設計一種新型的進氣道。它能夠收集空氣中的分子并將其壓縮，而不是簡單的將空氣中的分子撞開。
展開 可控核聚變工程化推進，特種電源如何支撐聚變裝置穩定運行
隨著磁約束核聚變研究向高參數、長脈沖、高約束模式發展，聚變裝置對供電系統的要求已遠超常規工業電源。無論是超導磁體勵磁、中性束注入高壓供電，還是等離子體診斷、弧流驅動等環節，都需要電源具備極低紋波、高穩定度、快速動態響應以及在強電磁干擾環境下長期可靠工作的能力。尤其是在脈沖工況下，電源需在毫秒級時間內完成能量精確輸出，任何波動都可能影響等離子體約束狀態。
在國內新一代聚變裝置建設中，電源系統的自主化程度不斷提升。武漢森木磊石長期深耕大功率高精度特種電源領域，圍繞 HL?2M 等聚變裝置的實際需求，開發了適用于磁體系統、加熱系統、真空系統及診斷系統的系列化電源產品。其在高壓絕緣設計、高頻軟開關拓撲、多模塊串并聯均流均壓控制、電磁兼容優化等方面形成了成熟技術方案，能夠滿足聚變裝置復雜工況下的高精度、高可靠供電需求。
深耕聚變電源領域，具備完整工程驗證經驗的國產電源供應商，將在產業鏈中承擔越來越重要的角色。其中，武漢森木磊石作為
國內聚變電源解決方案最齊全、應用案例最多的企業，憑借覆蓋PSM電源模塊、陽極高壓電源、輔助放電電源等全品類的完整解決方案，依托在 HL?2M 這一國內核心托卡馬克裝置配套中積累的豐富技術與項目經驗，持續優化產品性能、完善解決方案，不僅為當前聚變實驗裝置提供穩定可靠的電力支撐，更將助力國產聚變電源技術的迭代升級，推動我國磁約束核聚變工程化進程穩步向前，為實現聚變能源自主可控奠定堅實基礎。
展開 分布式電推進飛行器高性能螺旋槳設計
在眾多創新概念中，分布式電推進系統技術展現出了較為明顯的發展潛力，其被認為能夠極大地降低燃油消耗和各類排放，并被視為有潛力在2030年后投入使用的、極有前景的民用綠色航空解決方案，已經成為美俄等國航空技術戰略發展的主要方向之一。
與常規飛行器相比較，分布式電推進飛行器全機性能主要由分布式動力系統與機翼之間的耦合特性所決定，因此其氣動設計問題已由傳統機翼的干凈外形設計問題轉變為分布式動力與機翼強耦合下的最優特性設計問題，這對分布式電推進飛行器的動力系統和機翼等均提出了不同的要求。如美國X-57全電飛機所采用的分布式螺旋槳就與傳統螺旋槳不同，它是作為一種特殊的增升裝置，以改善飛機滑跑起降狀態下的升力特性為目標進行設計，被稱為“高升力螺旋槳”。因此，需要進一步結合分布式電推進飛行器發展，探討新型高性能動力單元和分布式動力系統的設計思想和設計方法，為下一步開展創新性研究提供建議和指引。
圖1 X-57分布式電推進飛行器
2
主要內容
以類X-57分布式電推進飛行器為研究對象，脫離了傳統螺旋槳僅僅追求高推進效率的思路，提出并發展了以單位能量下獲得螺旋槳/機翼綜合氣動效率最優為目標的高性能螺旋槳優化設計思路和方法。
文章首先對模擬螺旋槳旋轉運動的數值方法進行介紹和算例驗證，包括多重參考坐標系方法、面源法和葉素動量理論方法3種，保證螺旋槳數值模擬和數值設計的準確性和可靠性。
展開 涵道風扇電推進系統關鍵應用技術探討
引 言
涵道風扇是由若干片可旋轉槳葉被一個環形涵道包圍的機械結構，涵道風扇電推進系統是指由涵道風扇、驅動電機及其控制器組成的電驅動動力裝置，通過輸入合適電壓及電功率驅動槳葉高速旋轉，可以產生連續可控的推力。在
eVTOL
（
Electric Vertical Takeoff and Landing
）航空器和新能源飛機的發展帶動下，涵道風扇推進系統作為一種頗具潛力的動力裝置，近年來受到高度關注
。相比于使用較為廣泛的開放式旋翼，涵道風扇推進系統具有一些特點
：
1)
由于涵道能夠抑制槳尖渦流，同等直徑的涵道風扇比開放式旋翼氣動效率更高；
2)
槳葉高速旋轉的抽吸效應可為涵道本體或翼身產生額外升力；
3)
涵道通過抑制槳尖渦流和結構物理隔離降低噪聲；
4)
涵道結構對槳葉提供了物理安全保護；
5)
由于電推進的相對尺度無關性，大功率電動涵道風扇可以分解為總功率相當的多個小功率涵道風扇，便于涵道風扇在航空器上靈活布置
。雖然涵道結構增加了質量，小尺寸涵道風扇推進系統的力效（推力與功率之比）相較開放式旋翼偏低，其固有優勢仍然使其成為電推進航空器，特別是對尺寸輪廓敏感的
eVTOL
航空器的熱門選項
。
展開 
航空航天業或將迎來電推進變革
即使人們對航空電推進領域的投資熱度高漲，羅蘭貝格的研究小組認為，并不是所有已知的項目都能實現。湯姆遜也表示：“現在由風投支持和以敏捷方式發展的電推進項目，相比以往在航空航天領域的創新范式已經發生了重大變化，創新可能比任何人預期的都來得更快。”
（航空工業發展研究中心 王元元）
氫燃料電推進技術或將重新定義支線飛行
總部位于新加坡的HES能源系統公司10月初公布了其4座氫燃料電推進飛機研發計劃，并將該飛機命名為元素一號（Element One）。元素一號的續航能力遠超由普通電池供電的電動飛機，具有安靜、零碳排放、個性化、按需、分散化和經濟性等特點，適用于鄉村城鎮之間的支線飛行。
4座級的元素一號定位為鄉鎮間的支線運輸。
HES能源系統公司擁有為軍用無人機制造燃料電池推進系統的經驗，過去12年來，他們一直致力于開發小型、輕便的氫燃料電推進系統，主要是為了延長電動無人機的續航時間。在開發適合其推進系統的下一代無人機概念時，HES能源系統公司看到了將相同推進技術應用于有人駕駛飛機的可能性，并通過積極的研發，實現了最初的構想。
一、采用分布式氫燃料存儲和推進技術突破續航極限
由于氫的存儲需要較大的空間，將其應用于電動無人機存在較大的困難，分布式電力推進技術（同時采用分布式外掛存儲）使這個問題得以解決。HES的氫-電推進系統支持模塊化方案，可以在不改變現有無人機尺寸的情況，直接安裝到機翼下方的吊艙內。元素一號在機翼上安裝14個電動機，通過多系統冗余增加了安全性，如果1個系統發生故障，還有13個可以正常工作。每個吊艙內都有一個獨立的電動機，且配備了可插拔更換的燃料電池和氫儲存罐，這種方法帶來的不僅是分布式的推進能力，而且是分布式的存儲能力。因為在飛機內部儲存氫的量是有限制的，這會占用機身的大量空間，將它分成若干個部分，并在每個電機后面安裝一個氫儲存罐，能有效提升燃料攜帶量。
元素一號機翼下方安裝了14個氫-電推進模塊。
元素一號概念將氫燃料電池與分布式電力推進技術相結合，大幅提高了電動飛機的續航時間和航程。元素一號在巡航中需要大約100千瓦的功率，拆分成14個部分以后，每個吊艙理論上只需要提供5-8千瓦的推進功率。
展開 UTC即將推出混合電推進飛行演示驗證系統
同時，計劃在3月底召開的行業會議上公開展示UTAP負責的混合電推進飛行演示驗證系統（hybrid-electricpropulsion flight demonstrator）。
據國際自動機工程師學會（SAE International）主辦的美國航空技術會議（Aerotech Americas）網站稱，“Project 804”混合電推進演示驗證系統將于3月26日至28日在美國南卡羅來納州查爾斯頓進行展出。UTC的競爭對手霍尼韋爾和賽峰集團也正在研發混合電推進系統。
UTAP創新單元負責的混合電推進飛行演示驗證系統項目
先進項目執行經理詹森·蔡（Jason Chua）表示：“UTC首席技術官（CTO）保羅·埃雷蒙科（Paul Eremenko）發起創立了UTAP，旨在協助UTC以初創公司的思考方式和行事方式，通過快速構建產品和服務的演示驗證系統，從企業內部打破傳統的業務流程”。
UTAP的理念與空客硅谷前哨公司A3的章程相似。埃雷蒙科曾為A3的第一任首席執行官，而詹森負責其中一個項目。隨后埃雷蒙科被提升為空客的首席技術官，從空客離任后成為UTC的首席技術官。
詹森認為“UTAP可以使UTC脫離傳統（航空航天）技術開發時間表，集中研發力量快速進行多學科、最小化的可行產品開發，從而使UTC能夠以更快的速度與初創公司開展競爭”。
展開 荷蘭團隊研究認為采用分布式電推進布局的A320沒有優勢
（注：我們沒有找到HS1方案的示意圖，根據描述推測HS1布局應與現有的A320相同，只是通過并聯電推進系統在起降所需的大功率階段為風扇提供額外動力，因此風扇直徑相比現有A320發動機可以更小）
HS2，一種基于前緣分布式螺旋槳的串聯混合電推進概念布局，螺旋槳由機翼下方的兩個渦輪發電機提供動力。利用螺旋槳的滑流作用增加機翼升力、載荷和動力負荷，從而提高效率。
04 HS2高速布局由前緣翼下渦輪發電機驅動的螺旋槳拉動
HS3，一種基于分布式涵道風扇的串聯混合電推進概念布局，涵道風扇布置于機翼后緣的襟翼上，機翼下方的兩個渦輪發電機為風扇提供動力，還有一個帶有兩個涵道推進槳的“環形”推進尾翼取代了傳統尾翼。
05 HS3有機翼后緣涵道風扇，翼下渦輪發電機和尾部涵道推進槳葉。
三、第一階段評估表明：基于A320的分布式混合電推進沒有優勢
根據胡格里夫的介紹，評估中使用了“相當大”的假設，包括500Wh/Kg能量密度的電池組。NASA認為這一假設“是可以實現的，并非不可能，但超出了汽車和其他工業應用驅動電池的水平”。
評估結果顯示，兩種DHEP（分布式混合電推進）概念布局（HS2和HS3）的推進系統質量大幅增加，HS2為600％，HS3為730％。使得能量消耗也隨之增加，HS3為34％，HS2為51％。
展開 福建：提高環保電價考核標準 推進燃煤電廠環保技術改造
這項政策的實施，有效調動了水電企業實行生態改造升級的積極性，推進了斷流河段生態功能的恢復，對推進小水電綠色發展具有很強的引導作用。
加強督促引導，狠抓政策落實
一是嚴厲打擊環保電價違法行為，確保各項政策執行到位。如福建省物價局在查實某燃煤電廠擅自改裝環境監測系統軟件、惡意篡改二氧化硫排放數據、騙取脫硫電價款的行為后，對該電廠作出了沒收違法所得1303萬元、并處4倍罰款5213萬元的處罰。這一案件產生了巨大震懾作用，至今沒有再發現類似環保電價違法現象。對此，國家發展改革委給予了“福建省加強檢查力度，重罰造假企業”的肯定。
二是強化工作督查指導。目前，福建省物價局正在對去年出臺的《福建省人民政府關于發揮價格機制作用促進生態文明試驗區(福建)建設的意見》開展階段性評估，核心內容之一就是對各項節電環保價格政策的實施效果進行跟蹤督查，督促落實未完成的任務，總結推廣成功經驗做法。
三是加強新聞輿論引導。制作了專題宣傳片《擔當—物價人的光榮與夢想》，展示價格部門在貫徹落實新發展理念中主動融入、敢于擔當、勇立潮頭的精神風貌。宣傳片引起了中央和地方主流媒體的深度關注，新華每日電訊、中國政府網、福建日報等中央和地方主流媒體做了宣傳報道，許多地方政府門戶網站都做了大量轉載，并引發了廣大網民的熱議和關注，使節電環保等綠色價格政策更加深入人心，為政策的貫徹落實營造了良好的社會環境。
來源：中國經濟導報
展開 諾丁漢大學將建造飛機高速高功率電推進系統地面試驗設施
項目將針對支線飛機和旋翼機平臺研究新布局形式和混合電推進架構。Aeromechs公司將負責縮比技術驗證機工作。
作者： 王元元
來源：民機戰略觀察
美國萊特電氣計劃同西班牙Axter合作開展混合電推進飛機演示驗證
萊特電氣的最終目標是開發一款186座的電推進窄體客機。
位于馬德里的Axter航宇公司正在試飛1架2座的基于泰克南P92的混合電推進原型機AX-40S，并正同萊特合作將1架現有的9座渦槳飛機改裝為混合推進飛機(計劃2019年試飛)。萊特的首席執行官杰夫?恩格勒(Jeff Engler)表示，下一步將是50座級的驗證機。
01
Axter混合電推進的2座AX-40S驗證機集成了1臺Rotex活塞發動機和1臺電動機。
萊特電推進窄體客機的定義工作正在與歐洲低成本航空公司易捷航空(EasyJet)合作進行。這包括對飛機設計師達羅德·卡明斯(Darold Cummings)設計的飛機外形進行評估。卡明斯曾參與了美國實驗航宇系統公司（ESAero）為NASA設計的ECO-80電推進飛機項目，他負責總體布局設計，現在的布局是該機的一個進化。
02
達羅德·卡明斯設計的186座客機采用了分布式電推進布局。
恩格勒強調，易捷航空與萊特沒有商業協議，也沒有做出任何財務貢獻，但該公司提供了“大量的設計指南”，“全電動窄體飛機的目標航程約為500公里(270海里)，足夠英國和歐洲的短途航線使用。”
展開 
高密度電法溫納裝置模擬
溫納a裝置的裝置系數
r((cd-1*(3/2*n*3-(m-1)/2*3))/3+(n-1)*(m-3)-3/2*(n-1)*(n-1-1)+1)=v((cd-1*(3/2*n*3-(m-1)/2*3))/3+(n-1)*(m-3)-3/2*(n-1)*(n-1-1)+1)*kk(n)
*enddo
*enddo
Finish
干貨｜單相用電器分析監測裝置(電賽)
2、該芯片即可用于三相交流電的采集也可用于單相交流電的采集， ATT7022E 集成了 7 路 Sigma-delta ADC、參考電壓電路以及所有功率、能量、有效值、功率因數及頻率測量的數字信號處理等電路，能夠測量各相以及合相的有功功率、無功功率、視在功率、有功能量及無功能量，同時還能測量各相電流、電壓有效值、功率因數、相角、頻率等參數，充分滿足單相用電器監測裝置的需求。
3、在輸入 220V 交流電壓經 6 個 22k 電阻進行分壓，經電壓互感器后接的精密檢流電阻接入 ATT7022E 檢測引腳，輸入電流經電流互感器進行 1000：1 分流經檢流電阻接入 ATT7022E 的檢流引腳。電壓互感器和電流互感器將高電壓進行隔離，很好的起到保護作用。ATT7022E 模塊由外部晶振及基本的外圍配置電阻電容組成最小系統。
二、用電器狀態判斷
1、根據題意的要求電器的電流范圍為0.005A-10.0A通過公式P=UI計算知，我們選擇電器的功率范圍1.1-2200W。
2、對于可識別的工作電器總數不低于7，且電流<5mA的大于5件，我們通過ATT7022電能芯片采集并傳輸得到各個用電器的工作狀態。
3、我們將收到的電器參數通過Zigbee傳輸顯示在液晶界面（time<=2s）。
4、第四點也是我們重點實現的步驟，由于需要實時指示當前用電器的情況，我們通過單片機讀回的總功率去匹配不同用電器使用的功率和從而得出結果。通過對比了羅列法，窮舉法，以及二進制模擬法。
（1）羅列法的實現太過于復雜，需將所有組合羅列并放在一個數組里面，太耗時間，太過繁瑣。
（2）窮舉法，通過算法能夠快速得到我們所需要的結果，但是在相同功率不同用電器使用數的情況下，它并不能反應出我們實際的電器使用數。
展開 大阪大學研制新型紙質電致變色顯示裝置
大阪大學的一支研究團隊，剛剛結合了一種“高透明紙”（納米纖維素材質，可見光透射率90%）和一種由纖維素紙漿支撐的傳統“白紙”——從而打造出了高透明度的電極和高能見度的白色電解液、并且生產出了基于紙張的電致變色（EC）顯示屏。電致變色裝置的原理是，當在EC電極上施加電壓時，離子或電子會進入電解液中的EC層（離子溶液），從而表現出染色或脫色的特性。
（研究配圖1：大阪大學研制出新型“紙張”電解質）
傳統電池變色裝置的已知問題是——（1）為了防止電解質的泄露，就必須做好密封，但薄膜的制作很是困難；（2）隨著電解液的蒸發，EC的性能也會有所衰減。
好消息是，由HirotakaKoga帶領的研究團隊，已經通過氫鍵，成功地紙張纖維素的表面上，打造出了一種支持非易失性電解液的新型紙質電解質。
其名叫1-丁基-3-甲基咪唑-4-氟硼酸根離子液體化合物（BF4），此外在由納米纖維素制成的透明紙的整個表面上，均勻地涂覆了帶有電致變色功能的導電聚合物（PEDOT:PSS）。
（研究配圖2：傳統電致變色顯示屏與新型紙質EC方案的對比）
通過一種類似三明治的夾層結構，研究團隊開發出了一種EC紙裝置。這種電致變色方案不僅解決了之前提到的那些問題，同時擁有紙張的柔韌、易彎曲特性。
此外，一種具有高光學發射系數的白色紙電解質，也提高了EC顯示屏的可見性。研究團隊稱之可兼顧傳統的書寫介質、以及電致顯示特性。
（研究配圖3：功能分子在高性能復合材料的開發中發揮了重要的作用）
結合成功開發的其它基于紙質的電子器件，比如內存、晶體管、天線、以及超級電容，我們就可以制造出新型的“紙質電子圖書”。
展開 VerdeGo Aero公司將研發重點從城市空運飛行器平臺轉向集成分布式混合電推進系統
VerdeGo Aero公司意識到新興的電動垂直起降(eVTOL)市場對推進技術發展的迫切需要，而目前的純電推進技術短期內無法滿足需求，因此決定將重點從平臺研發轉向混合動力系統。
VerdeGo Aero公司創立于2017年12月，位于安柏瑞德航空大學佛羅里達州代托納的MicaPlex孵化器內，由查理·林德伯格（Charles Lindbergh）的孫子埃里克·林德伯格（Erik Lindbergh）成立，長期支持清潔，安靜的電動飛機研制。該公司的聯合創始人還有安柏瑞德航空大學（ERAU）鷹飛行研究中心主任帕特·安德森(Pat Anderson)和埃里克·巴奇(Eric Bartsch)。該公司計劃研發一款雙座eVTOL的PAT200飛機，采用混合電推進來驅動傾轉翼上的8個旋翼。
1、VerdeGo Aero公司計劃開發基于活塞和渦輪的混合推進系統，分別適用于2-3座和5-7座的飛機
目前全球有超過100家公司在研制電動垂直起降飛行器（eVTOL），但林德伯格認為這些項目設計存在缺陷，或是基于無法擴展的飛行縮比模型或是依賴電池技術的設計，而基于全電池推進系統的項目風險非常高。
VerdeGo Aero公司正在開發集成分布式電推進系統(IDEP)，一種端到端的混合動力電推進系統，與當今的技術發展水平相匹配，可給其他飛機制造商提供合適的動力裝置。公司目前重點研究兩種規模的混合IDEP：基于活塞發動機的2-3座飛機和基于渦輪發動機的5-7座飛機。
該系統具有多個推進器，既可提供推進也可用于控制。較小的IDEP-H2基于一個或兩個活塞發動機，產生200-325馬力，驅動一個或兩個發電機和4-8個螺旋槳。較大的IDEP-H7具有500-800馬力的渦輪發動機。
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