电动飞机对于飞行性能及飞行程序的影响研究
2021-04-03尹崇高郭池全敬泽
中国设备工程 2021年1期
尹崇,高郭池,全敬泽
(中国民用航空沈阳航空器适航审定中心,辽宁 沈阳 110043)
1 背景
1.1 电动飞机的发展
电动飞机通常是指依靠电力推动装置提供动力的飞机,主要区别于现阶段广泛使用的以活塞和涡轮为代表的内燃机飞机。电动飞机由于其在飞行性能、动力系统设计以及噪声振动等方面的优势,从开始研究至今,已经经历了60 多年的历史。自从1957 年官方报道的世界第一架电动飞机“无线电皇后”在英国成功试飞后,电动飞机已经发展成为目前航空界争相投入的方向。
电动飞机在动力系统设计的复杂度,使得更多飞机制造商投身其中。据不完全统计,全球范围内正在研制的电动螺旋桨飞机已经达到了215 种,这为民机的发展提供了新的方向,也为适航审定工作带来了新的挑战。
1.2 电动飞机的特征
电机作为驱动机构有许多优点,如零起特性、电能/动能的双向转化特性、宽范围的恒功率调速特性、广域的高效弯扭特性、安静和平稳的运转品质等。目前,核心技术主要为四个方面,即高能量密度电池技术、高推(拉)重比电机推进技术、集成电力电子控制技术和电动飞机整体设计技术。目前,高能量密度电池技术为现阶段可获得突破的主要方向。
虽然当前电动力系统驱动的供能方式主要包括蓄电池驱动、太阳能驱动以及燃料电池驱动,但蓄电池驱动由于其技术研发早、技术更新快成为当前电动飞机供能的主要手段。虽然电动机普遍高于90%的能量利用率,比热燃机普遍在30%的能量利用率有明显的优势,但现阶段电动的储能装置“能力密度”低的问题始终存在。……
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