電動飛機的案例
電動汽車這么火爆，但為什么還沒有電動飛機？
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 德國航空航天中心在電動飛機領域的研發實踐
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。基于長期的研究積累，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 日本與波音合作開發電動飛機 日稱占有技術優勢
資料圖：波音飛機
日本經濟產業?。ń洰a?。?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
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 
羅羅計劃刷新電動飛機速度記錄 時速超300英里
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。
展開 交通電動化的下一個風口：混合動力飛機要來了！
總部位于西雅圖的Zunum Aero得到了波音和捷藍航空的風投支持，正在研發能乘坐10-50人的混合動力飛機。公司10月推出了12座的混合動力樣機，主要用電動機驅動，搭配小型燃油發動機作為備用動力，可以飛行約1000公里，即從波士頓到華盛頓、或從硅谷到洛杉磯的距離。
此外，以色列初創公司Eviation計劃推出6-9名乘客的全電動飛機，美國宇航局NASA、斯洛文尼亞輕型機制造商蝙蝠飛機公司、中國沈陽航空航天大學遼寧通用航空研究院等，都在研發雙座的全電動小型機。既表明業內電氣化的激烈競爭，也展現了空客設計大型混合動力飛機的野心。
三家公司還會與政府機構合作設計電動飛機的監管標準，目前這一市場還是空白。不過航空航天業著名投資者、Starburst Accelerator聯合創始人兼CEO Fran?ois Chopard對新銳媒體Quartz表示，航空業電氣化其實只有兩個方向，要么是大型混合動力飛機，要么是小型全電動飛機，大型全電動飛機的研發與落地尚不現實。
【信息來源：華爾街見聞】
展開 英國洛根航空計劃使用電動飛機跨島飛行
洛根航空的首席執行官喬納森·辛克萊斯（Jonathan Hinkles）表示，奧克尼群島是開展電動飛機研發的理想之地，因為這些島嶼本就因其在可再生能源方面的主導作用而聞名，許多當地人已經駕駛從風力渦輪機充電的電動汽車，而氫燃料電池正被用于停靠在柯克沃爾港的船舶。因此，這里可能最終會成為世界上第一個采用電動飛機進行支線運輸的地區。
克蘭菲爾德的方法是研發一種補充型號合格證（STC）電力推進系統，然后將其安裝在洛根航空現有的飛機上，使用現成的組件和系統可以縮短研發時間。目前的電池續航時間約為30分鐘，能夠滿足島嶼周圍的大部分飛行，但如果需要飛的更遠，則要添加航程擴展器。
辛克萊斯認為開發該電力推進系統可能耗資約1000萬英鎊（1290萬美元），該系統經過改裝后，也可用于相同尺寸的飛機。目前有超過700架島用飛機在世界各地運營，大部分都是跨島飛行，這說明島用飛機的電能化具有一定的市場潛力。除了跨島運輸，跳傘飛機也是潛在市場之一。
電推進飛機在節省汽油、降低維護成本、降低噪聲方面具有顯著優勢，可提高運營商的競爭力?？紤]到像洛根航空這種跨島航空公司，還需要花費額外的資金開展基礎設施建設，運營電動飛機或將在2-3年內獲得投資回報。
對于該計劃，布里頓-諾曼公司（英國飛機制造商和航空服務提供商，洛根航空使用其研制的8座島民飛機開展島上運輸）表示期待和支持，克蘭菲爾德已著手申請英國政府撥款，并正在與私營企業接洽。英國政府正通過航空航天技術研究所（ATI）和英國研究與創新等組織為包括本項目在內的綠色航空航天項目提供研發資金。
（航空工業發展中心 宋剛）
展開 波音資金支持，Zunum 首臺混合動力電動飛機 2022 年啟航
【Technews科技新報】不只地面上有特斯拉在改革電動汽車行業，天空中也有波音要改革電動飛機行業。由波音飛機制造商（Boeing）和捷藍航空（JetBlue）兩大金主投資支持的新創公司 Zunum Aero，5 年之后就要推出它的第一臺小型油電混合動力飛機，由于是專門為地方區域服務而設計，這臺迷你飛機預計攜帶 12 位乘客起飛，飛行距離達 1,126 公里。
不依賴傳統燃料來源確實為環境盡一份心力，但這絕對不是讓航空公司大方投資電動飛機的主因。基本上，改吃電的飛機在財務節流上可說是一大功臣，Zunum Aero 總裁 Ashish Kumar 在接受《TechCrunch》采訪時指出，一個座位每飛過 1 英里平均只要 8 美分成本，是傳統噴射客機每小時營運成本的十分之一，整體來看，一架混合動力電動飛機每小時營運費用僅需 260 美元。
此外，混合動力飛機還能節省消費者的旅途時間與費用，比如目前從華盛頓特區到波士頓的行程可以從 4 小時 50 分鐘減少至 2 小時 30 分鐘，費用也降至 140 美元左右，較目前的商業價格低三分之一；從加州圣荷西城飛往洛杉磯也只需要 2 小時 15 分鐘，而不是目前的 4 小時 40 分鐘。
除了省下大筆燃油費用外，善加利用美國使用率不高的地方機場也是 Zunum Aero 能成功的原因之一。由于主流航空公司的主要航班都集中在大城市，Zunum Aero 聯合創始人 Matt Knapp 接受《路透社》采訪時表示，美國約 96% 的空中交通運輸只透過全國 1% 的機場分擔流量，數千個小型機場幾乎未開發，因而造成主流路線價高者得，公司還要固定付出高額機場費，這些成本再轉嫁給消費者。Zunum Aero 故主打異于長途的中短程航線，二線機場的成本勢必比主流機場便宜。
展開 Ansys助力Air Race E競賽電動飛機完成首次飛行
北歐航空競賽機隊通過采用Ansys仿真解決方案完成了邁向航空新時代歷史性的一步
主要亮點
Ansys是Air Race E競賽中全電動競賽飛機系列的官方仿真軟件合作伙伴
參加Air Race E競賽的北歐航空競賽機隊在執行演習飛行之前，使用Ansys多物理場仿真解決方案來優化空氣動力學、冷卻系統、電池設計和性能
Air Race E官方參賽團隊北歐航空競賽機隊（Nordic Air Racing Team）采用Ansys 仿真解決方案進行飛機設計，成功地完成了全電動競賽飛機的全球首飛。作為Air Race E的官方仿真軟件合作伙伴，Ansys能夠幫助參賽團隊攻克全電動飛行的一些關鍵工程挑戰。
作為全球首個也是唯一一個全電動飛機競賽錦標賽，Air Race E能夠為加速研發更多的航空航天應用電動和全電動推進系統提供一個競爭平臺。這些技術進步對航空業至關重要，因為全球各個國家和地區的企業都在努力減少碳排放，尤其是與出行有關的碳排放。
Air Race E系列競賽將于2023年正式啟動，當前參賽團隊正競相提前證明其飛機的適航性。北歐航空競賽機隊采用Ansys軟件并在Ansys學習中心（Ansys Learning Hub）的輔助下，與Ansys技術專家通力合作，從而將項目總進度縮短了40%。
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主要亮點
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參加Air Race E競賽的北歐航空競賽機隊在執行演習飛行之前，使用Ansys多物理場仿真解決方案來優化空氣動力學、冷卻系統、電池設計和性能
Air Race E官方參賽團隊北歐航空競賽機隊（Nordic Air Racing Team）采用Ansys 仿真解決方案進行飛機設計，成功地完成了全電動競賽飛機的全球首飛。作為Air Race E的官方仿真軟件合作伙伴，Ansys能夠幫助參賽團隊攻克全電動飛行的一些關鍵工程挑戰。
作為全球首個也是唯一一個全電動飛機競賽錦標賽，Air Race E能夠為加速研發更多的航空航天應用電動和全電動推進系統提供一個競爭平臺。這些技術進步對航空業至關重要，因為全球各個國家和地區的企業都在努力減少碳排放，尤其是與出行有關的碳排放。
Air Race E系列競賽將于2023年正式啟動，當前參賽團隊正競相提前證明其飛機的適航性。北歐航空競賽機隊采用Ansys軟件并在Ansys學習中心（Ansys Learning Hub）的輔助下，與Ansys技術專家通力合作，從而將項目總進度縮短了40%。
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主要亮點
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參加Air Race E競賽的北歐航空競賽機隊在執行演習飛行之前，使用Ansys多物理場仿真解決方案來優化空氣動力學、冷卻系統、電池設計和性能
Air Race E官方參賽團隊北歐航空競賽機隊（Nordic Air Racing Team）采用Ansys 仿真解決方案進行飛機設計，成功地完成了全電動競賽飛機的全球首飛。作為Air Race E的官方仿真軟件合作伙伴，Ansys能夠幫助參賽團隊攻克全電動飛行的一些關鍵工程挑戰。
作為全球首個也是唯一一個全電動飛機競賽錦標賽，Air Race E能夠為加速研發更多的航空航天應用電動和全電動推進系統提供一個競爭平臺。這些技術進步對航空業至關重要，因為全球各個國家和地區的企業都在努力減少碳排放，尤其是與出行有關的碳排放。
Air Race E系列競賽將于2023年正式啟動，當前參賽團隊正競相提前證明其飛機的適航性。北歐航空競賽機隊采用Ansys軟件并在Ansys學習中心（Ansys Learning Hub）的輔助下，與Ansys技術專家通力合作，從而將項目總進度縮短了40%。
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主要亮點
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參加Air Race E競賽的北歐航空競賽機隊在執行演習飛行之前，使用Ansys多物理場仿真解決方案來優化空氣動力學、冷卻系統、電池設計和性能
Air Race E官方參賽團隊北歐航空競賽機隊（Nordic Air Racing Team）采用Ansys 仿真解決方案進行飛機設計，成功地完成了全電動競賽飛機的全球首飛。作為Air Race E的官方仿真軟件合作伙伴，Ansys能夠幫助參賽團隊攻克全電動飛行的一些關鍵工程挑戰。
作為全球首個也是唯一一個全電動飛機競賽錦標賽，Air Race E能夠為加速研發更多的航空航天應用電動和全電動推進系統提供一個競爭平臺。這些技術進步對航空業至關重要，因為全球各個國家和地區的企業都在努力減少碳排放，尤其是與出行有關的碳排放。
Air Race E系列競賽將于2023年正式啟動，當前參賽團隊正競相提前證明其飛機的適航性。北歐航空競賽機隊采用Ansys軟件并在Ansys學習中心（Ansys Learning Hub）的輔助下，與Ansys技術專家通力合作，從而將項目總進度縮短了40%。
展開 日美歐推進新一代飛機研究 電動化超音速或實現
日媒稱，在陸地上，電動汽車正在普及使用。在天空中，利用高性能發動機等推進飛機電動化的動向逐漸出現。為減少噪音，航空界也在推進超音速客機的研發。技術革新可能使夢想的新一代飛機成為現實。據日本《朝日新聞》8月6日報道，今年7月，全世界最大規模的范堡羅航空展在英國舉行。生產高級汽車的英國企業阿斯頓·馬丁和勞斯萊斯公司各自發布了小型垂直升降電動飛機的構想。在新一代飛機研發中，電動化成為世界潮流之一。報道稱，其背景在于，航空界致力于提高空運便利性和解決地球變暖問題。國際民用航空組織2016年就減少國際航班溫室氣體排放達成協議，提出了2050年的溫室氣體排放量減至2005年的一半的目標。選擇飛機出行的乘客今后將繼續增加，飛機數量20年后預計將翻一番。日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)航空技術部門的西澤啟表示：“如果只是在傳統技術的基礎上拓展則無法達成目標。有必要進行技術革新。”報道稱，較有發展前景的新一代手段是電動化。隨著電動汽車的開發，電池和發動機功能提高，技術革新也不斷推進。歐洲空中客車公司去年宣布將于2020年進行電動飛機的實證實驗。將可容納100名乘客的噴氣式飛機的四個引擎中的一個置換為電動機，噴氣式發動機發電驅動電動機，轉動風扇讓飛機飛行。這種技術也被稱為“混合動力技術”。空中客車公司的目標是，在2050年前生產出可大幅減少燃料費、二氧化碳排放量和噪音的混合動力客機。該公司正探討的是研制“E-Thrust”，具體而言就是，用1臺噴氣式發動機發電，讓6臺電動風扇轉動。美國“蜂鳥”航空公司計劃到2022年發售小型混合動力飛機，該公司獲得了美國波音公司旗下的投資公司出資。其目標是，將來實現飛機完全靠電力飛行的完全電動化。日本也開始出現飛機電動化的動向。今年7月，JAXA與經濟產業省、民間企業等成立了“航空器電動化共同體”。
展開 羅?羅致力于打造全球最快的全電動飛機
據美國航空周刊2019年1月7日報道，航空發動機制造商羅·羅公司宣布要打造全球最快的全電動飛機。該項目被命名為ACCEL（加速飛行電氣化），英國政府為該項目提供了部分資金。該項目旨在制造、測試并商業化應用電動飛機，并幫助開發必要的技術和供應鏈知識，以推動未來飛機概念的發展，為未來電氣化飛行儲備技術，積累經驗。
01
羅?羅公司ACCEL團隊的目標是電推進飛機速度超過300英里/小時。
一、項目背景說明
以研制寬體客機發動機而聞名的羅·羅公司目前正致力于一系列電動航空項目的研發。該公司正與空客和西門子合作研制E-FanX項目，在阿芙羅RJ100（BAe 146）支線客機試驗臺上測試一個2兆瓦的混合電力推進系統。E-Fan X預計最早將在2020年投入使用，由一臺渦輪發電機、空客電池系統和西門子電機驅動風扇，并更換四發飛機阿芙羅上的一個發動機。
但羅?羅公司認識到，通用航空市場可開發電力系統的速度可能遠遠快于大規模的商用或軍事項目。為此，羅·羅公司著手研發ACCEL項目，并與來自電機和控制器制造商雅莎（YASA）、初創企業伊航（Electroflight）以及英國航宇技術研究所(ATI)合作推進，于去年的范保羅航展上宣布啟動。如果成功，羅·羅認為在ACCEL上得到驗證的技術可以商業化，用于培訓以及進行城市空中交通的電動垂直起降飛機。
展開 智芯研報 | 碳化硅功率器件發力電動飛機市場
碳化硅有望顯著提高效率并減小飛機電力轉換器技術的尺寸和重量。使用碳化硅半導體的電源系統能夠實現更高的功率密度、電壓、溫度和頻率，同時減少散熱。
5月24日，日本電裝與美國霍尼韋爾國際公司發布公告稱，雙方已簽署了一項長期協議，將聯合開發和制造用于飛機的電動推進系統，以滿足城市空中交通（UAM）等需求。
電裝公司表示，UAM電動飛機是較小型的飛機之一，比較容易利用汽車的電氣化技術，電裝公司將通過使用碳化硅等技術，開發出逆變器和大功率電動機。此前，電裝發布了一款用于電動飛機的原型電動機，該電動機的輸出密度達到了汽車的三倍以上。
2020年6月，霍尼韋爾（中國）發布了一種專為城市空中交通（UAM）和電動飛機設計的微蒸氣循環系統（MicroVCS）冷卻解決方案，其中就帶有碳化硅開關的電力電子設備，相比其他傳統蒸汽循環系統，該系統的重量減輕了35％，效率提高了20％。
另外，豐田汽車已經投資并在研發eVTOL技術，而豐田是電裝的最大股東，其電動飛機采用電裝的碳化硅也是很自然的事情。
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