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罗罗全面推进航空电气化战略

时间:2021-04-19 19:00来源:国际航空 作者:中国航空

  高功率可扩展混合动力系统(H3PS)项目由欧盟地平线2020研究创新计划支持,面向通用航空需求开展并联混合电推进系统研究。项目参与方包括泰克南公司、Rotax公司和罗罗,其中泰克南公司负责飞机平台集成,Rotax公司负责动力系统中的热机部分,罗罗负责动力系统中的电推进部分。

  在H3PS项目中,泰克南4座P2010通用飞机的标准发动机(130kW)被替换为Rotax 915 iS发动机(100kW),同时集成罗罗提供的电机以提供所需额外功率。该混合电推进系统具有良好的扩展性,可应用11座以内的小型飞机。

  罗罗电气公司匈牙利分部负责将电机与热机进行耦合。在该混合动力系统中,电机可根据需求输出功率、驱动螺旋桨,同时也可以工作于发电机模式,从而实现能量的优化应用。

 

 



H3PS概念。

  面向小型螺旋桨飞机的电推进单元RRP70D

  与赛峰公司类似,罗罗也开始涉足电机及控制器产品领域。在H3PS项目中发挥重要作用的罗罗电气公司匈牙利分部研制了70kW级电推进单元,名为RRP70D,包括电机、逆变器及控制系统。

罗罗使用双座训练飞机作为测试平台对RRP70D进行了飞行试验,目前正在进行该电推进单元在EASA和FAA框架下的适航认证工作。该产品的目标市场是训练飞机等通用飞机。

 

 



RRP70D电推进单元。

  通勤飞机

  通勤飞机是电动飞机商业化运营的重要市场。相较于小型螺旋桨飞机,通勤飞机的乘员可达19人,可执行固定航线的客运/货运服务,市场更为广阔。应用电推进系统,通勤飞机能够有效提升效率,同时相关技术成熟度能够满足短距离通勤航线的需求。目前,全球已有多家电动飞机公司和运营商公司开展合作,进行通勤飞机电动化改装应用。

  混合电推进通勤飞机ELICA项目

  在欧盟“洁净天空2”项目框架支持下,罗罗联合那不勒斯大学、西门子工业软件公司等开展了电动创新性通勤飞机(ELICA)项目,进行19座级通勤飞机可行性研究、概念设计和多学科优化研究。罗罗主要负责推进系统架构设计和电推进装置设计。

  针对ELICA类型飞机的需求,罗罗开展了大功率发电机与电机的研发工作,目前已完成了250kW级原型机飞行测试与实验室测试,并开展了500kW发电机和480kW电机的实验室测试。

 

 



正在进行实验室测试的500kW级发电机电机。

  基于M250H混合电推进系统的APUS i-5项目

  在欧洲区域发展基金(EFRE)的资助下,罗罗开展了APUS i-5项目,基于其M250涡轴发动机开发M250H混合电推进系统,并与飞机平台进行整合。该项目旨在验证混合电推进系统的可行性,特别是证明尽管该系统自身重量较大、但仍能保证飞机具有良好的性能。

  M250涡轴发动机是一款成熟的发动机产品,已在直升机行业应用数十年,在其基础上开展混合电推进系统的开发极为便利。M250H混合电推进系统的发电机功率为500kW;其动力输出组件为4台150kW的电推进单元,包括电机及逆变器,总输出功率600kW。此外,M250H混合电推进系统还包括模块化储能系统、配电和保护装置、先进电源管理系统以及热管理系统。在APUS i-5项目中,该系统将设置为串联混合动力模式。

  罗罗计划在2022年完成M250H系统的研制工作,在2023年完成APUS i-5飞机试飞,随后该系统将进一步调整以适应商业应用与适航认证。

 

 



基于M250H系统的APUS i-5飞机平台。

  城市空运

  城市空运是电动飞机技术催生的全新交通范式,也是当前全球航空业的发展前沿领域,大量初创企业和传统航空制造商正在共同探索、塑造一个完全不同于过去的航空业态。

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