電動飛機
關注創建者：雷電法王 創建時間：2018-09-26
電動飛機的實例教程
來源：直觀學機械
5月21日據媒體報道，特斯拉CEO埃隆·馬斯克在俄羅斯發表演講稱，毫無疑問，未來汽車將實現自動駕駛，除火箭外，未來所有的交通工具都將是電動的。其實，去年馬斯克就曾發推文討論過電動飛機的潛力，他還認為隨著電池能量密度的提高，特斯拉有可能在5年內推出電動飛機。
The Pipistrel Alpha trainer，可容納一人的電動飛機
航空業在2019年排放了大約10億噸二氧化碳，大約是全球排放量的2.5%，燃油飛機對環境的危害越來越大，所以各家公司都把賭注押在了電池能源上，認為它是航空燃料的一種更清潔的替代品，電動飛機的雛形已經在全球各地起飛，為未來更便宜的航班、更安靜的機場和零排放的航空旅行鋪平了道路。
空客電動飛機
其實，電動飛機從上世紀70年代就出現了，但它們并沒有真正起飛。到底是什么阻礙了電動飛機大規模應用？
電池、電池，是的，目前電池技術仍是電動汽車市場長足發展的攔路虎，飛機何況不是這樣。德國航空航天中心電氣飛行計劃戰略航空協調人Andreas Klockner在2019年的國際航空運輸協會變革之翼會議上用下面這張圖片說明了這個問題:
一個商用飛機需要多大電池的比例圖
考慮到所有這些因素，我們顯然離一架電動大型飛機的問世還有很長的路要走。但是還有多遠呢?視頻中比較樂觀，說是15年之后，而Andreas Klockner表示大概會在2040年。
The Eviation Alice，Eviation公司正在研制一架名為Alice的9人電動飛機
也有人預測，100%的全電動飛機在至少30年內，很難大規模應用?；蛟S100年后，我們才能見到大規模普及的電動飛機世界。
展開 在節能環保的大趨勢和綠色航空的發展背景下，電動飛機正在逐漸成為當前航空運輸業的研究熱點。電動飛機開辟了航空業的新領域，為未來的可持續交通提供了前所未有的機遇，因其具有無排放和低噪聲等優點，研究機構和工業界對此安排了越來越多的研究項目，對電動飛機的實施和應用場景進行了大量的探索。本文將對德國航空航天中心（DLR）在此領域的研究情況進行簡要介紹，供讀者參考。
DLR是電動飛機領域的先驅。DLR以基礎研究和應用導向相結合的方式開展電動飛機研究，這在歐洲是獨一無二的?；陂L期的研究積累，DLR匯集了航空運輸電氣化所需的所有專業知識，這包括電池和燃料電池技術、電力推進技術、推進系統集成技術、飛行測試和整體系統評估技術等。
DLR電動飛機協調專員AndreasKl?ckner認為，電動飛機具有的三大優勢：一是無排放。純電動飛機不排放任何污染物，是綠色航空的最佳解決方案。二是低成本。由于運動部件數量減少，預計電力推進系統的生產和維護成本會有所降低。三是高效率。電推進能夠實現全新的飛機構型，這將提升飛機的氣動效率，進一步降低燃油消耗、排放和噪聲水平。由于電動飛機具有以上優勢，DLR預計，在不久的將來，可能出現全新的交通服務方式，如空中的士。此外，布倫瑞克DLR空氣動力學和流動技術研究所的研究員JanWerner Delfs表示，雖然電力推進系統本身并不是絕對安靜的，但相較于傳統的渦輪或活塞發動機，其降噪的潛力非常大。
近年來，DLR在電動飛機領域的主要研發實踐包括以下三大方面。
一、舉辦E2Flight電動飛機行業專家級學術會議
由DLR工程熱力學研究所與斯圖加特大學飛機設計研究所聯合舉辦的“E2Flight”研討會是電動飛機行業的專家級學術會議。
展開 資料圖：波音飛機
日本經濟產業省（經產?。?5日與美國飛機制造巨頭波音公司簽署協議文件。據共同社15日報道，雙方同意在飛機電動化、生產自動化、碳纖維復合材料開發等三大領域強化合作。
《日本經濟新聞》稱，波音公司將向日本合作伙伴提供未來飛機戰略、中長期構想等信息。經產省今后還將招募新企業參加，并為波音加強與日本研究機構的關系提供支持。共同社稱，經產省在2019年度預算案中列入7億日元（約合4360萬元人民幣）用于新一代電動飛機技術開發。
航空業目前面臨燃油成本提高與排放加劇污染的雙重挑戰。各國都將目光投向有望減輕環境負擔、提升燃效的電動飛機。波音公司早在2008年就首次試飛了配備有燃料電池的小型載人飛機；2017年4月，波音投資開發電動飛機的創業公司Zunum Aero，后者正致力于在2022年前開始售賣混合動力飛機。
除了波音，空客、英國羅爾斯·羅伊斯、德國西門子旗下的電動飛機部門也正開發混合動力測試機。
純電動飛機領域也正取得成果。羅爾斯·羅伊斯正與合作伙伴打造一架全電動飛機，最高時速有望達到480公里/時，打破由西門子制造的電動飛機在2017年創造的338公里/時的紀錄。
電動飛機市場的激烈競爭是巨額利潤。有數據顯示，未來15年電動飛機市場規模將超過220億美元。日本媒體稱，中、美、俄、歐盟等均已著手研究或推出電動飛機。效率高、重量輕的電動機以及開發蓄電池是飛機電動化的關鍵，日本企業占有相應的技術優勢。
來源：環球時報
展開 電動飛機的誤解分析與研究綜述
王妙香 王元元
中國航空工業發展研究中心 北京100024
摘要：近年來，電動飛機已成為航空發展的熱點之一，受到越來越多的企業和研發機構的重視。但由于人們對電推進飛機和傳統推進飛機缺乏全面的理解，對電動飛機和混合電推進飛機的研究容易產生一些誤解。本文闡述并分析了電動飛機研制中容易產生的5種主要誤解及其產生的原因。在此基礎上，對電動飛機的發展前景進行展望，并預測電動飛機是未來航空工業的發展方向之一。
本文轉載自：航空科學技術
展開 據外媒New Atlas報道，羅爾斯·羅伊斯正與其他公司合作建造一架全電動飛機，可能會以超過300英里/小時（480公里/小時）的最高時速打破電動飛機速度記錄 - 超過西門子電動飛機在2017年創造的210英里/小時（338公里/小時）的速度記錄。
羅爾斯·羅伊斯計劃在2020年對這架飛機進行試飛，將作為加速飛行電氣化（ACCEL）的一部分，并被宣傳為航空業“第三波”的領導者。
來自羅爾斯·羅伊斯、電機和控制器制造商YASA以及航空初創公司Electroflight的工程師，設計師和數據專家計劃在英國格洛斯特郡機場建造這架全新的單座電動飛機。
ACCEL部分由英國政府資助，利用Formula E的專業知識，努力建造一架能以超過300英里/小時的速度飛行的電動飛機，以創造新的電動飛機速度記錄，甚至可能有一天甚至超過1931年施耐德獎的紀錄。1931年，使用羅爾斯·羅伊斯“R”發動機931年時，搭載Supermarine S.6B超級戰斗機能夠以343英里/小時（552公里/小時）的速度續航。
為實現這一目標，羅爾斯·羅伊斯團隊正在開發一種6000塊電池組成的電池組。據該公司稱，這是能夠安裝在飛機上最高能量密度的電池組。飛機最大功率為750 kW - 足以為250個家庭供電。這將由主動熱管理系統冷卻散熱器冷卻，并帶足夠的電量從倫敦直飛巴黎。
根據羅爾斯·羅伊斯的說法，設計的關鍵不僅在于制造足夠大的電池，而且還有一個不會過熱的電池，足夠輕便可以飛行，并且可以安裝在穩定的機身上。電池供給來自由YASA制造的三臺750R輕型電動機。單螺旋槳的三個電動葉片以2,400 RPM運行，運行更穩定，效率高達90%。同時，傳感器將監測動力總成中的20,000個點，為工程師提供大量的性能數據。
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座位數少的純電動中短程飛機已經或將很快投入使用。盡管大約30年的產品生命周期很可能使電動或混合動力推進系統在2050年之前無法全面使用，但專家預測，到2035年，大約45%的飛機將至少使用混合動力。該技術有可能從根本上改變航空運輸。
測試電動飛機推進系統
與傳統的飛機推進系統一樣，測試與驗證在整個設計和原型設計階段至關重要。然而，測試傳統的和分布式電力推進系統之間存在重大的差異。
振動測試：確保結構萬無一失
地面振動測試（GVT）：驗證飛機結構動態特性，如NASA對電動飛機X-57的測試中，通過300+通道采集數據，發現模型未預測的模態風險。
模態測試：分析飛機結構固有頻率與阻尼，預防飛行中因振動引發的安全問題。
（二）賽峰集團和Pyroalliance公司合作
賽峰集團與電氣設備供應商Pyroalliance公司合作，為包括電動垂直起降（eVTOL）飛機在內的未來電動飛機上的大功率電網開發緊急電氣停機解決方案。高壓斷路器解決方案適用于帶有電動推進系統的飛機，其電網的電壓范圍為800-1200伏。這些解決方案具備“毫秒級”超快速使用特性，可在發生電力故障的情況下為機載電網提供瞬時保護。
</p><p>本期為大家整理了航空航天電子/電氣行業關于基于模型的eVTOL開發方法、電動垂直起降飛機電氣/電子系統開發、電氣電子系統開發-引領eVTOL走向成功的關鍵的最前沿方案。
wx_fmt=png"></a></p><p class="ql-align-center"><br></p><p><strong>03 如今電動垂直起降飛機 (eVTOL) 中的電氣系統</strong></p><p><br></p><p class="ql-align-justify">競爭激烈的eVTOL（電動垂直起降）行業需要能夠以極度輕量化的設計提供大功率的電氣解決方案，以滿足垂直空域和城市空中交通的需求
隨著電池、電驅功率密度比提升，電動垂直起降飛機已經不再遙不可及，但要設計出智能、輕量、安全、舒適、低噪、續航里程長且能夠通過適航審定的 eVTOL，仍是 OEM 必須面臨的巨大考驗。
隨著電池技術與電機技術的進一步發展，在短距離商業化載人領域，電動飛機有望實現對傳統燃油飛機的取代。
來源：思瀚產業研究院
可持續性
大多數消費者擔心二氧化碳排放問題（63%），并愿意支付更多費用支持更環保的航空旅行（65%）
在未來5年內，預計有46%的消費者將乘坐可持續航空燃料（SAF）飛機旅行，36%的消費者將乘坐電動飛機
航空飛行中，隨著儲能技術的進一步發展，電動和氫動力飛機將實現一定程度的商用，航空碳排放大大降低。
第三階段：2050～2060年，為全面中和期。經過之前兩個階段的轉型之后，中國交通運輸部門的能源需求將在本階段實現完全重塑。到20世紀50年代，乘用車中的電動汽車比例將接近100%，其他類型車輛中替代燃料的經濟性也將高于傳統車輛。
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