霍尼韦尔和赛峰各自推出飞机混合动力系统和纯电动力系统演示硬件

寻求飞机能源系统和推进系统的替代解决方案目前已成为行业最新热点，近期两家发动机企业霍尼韦尔和赛峰分别首次展示了其实用性较高的混合动力和纯电动力飞机大尺寸测试硬件。

尽管电推进兴起于电动垂直起降（eVTOL）城市空中交通，但电机制造企业已在此基础上谋划了长期发展路线图，从而满足军用航空、通用航空和支线运输机对动力系统提出的较高用电需求。

传统燃气轮机制造企业开始涉足正在成形的电推进市场，通过企业内部创新或外部合作等方式，同电力系统、电机和电池供应商建立合作关系。

近期，霍尼韦尔公司正在研发基于HTS900的混合电推进系统，其兆瓦级发电机设计已完成90%，赛峰集团推出的ENGINeUS45电动机额定功率达到45千瓦。

一、霍尼韦尔公司针对小型固定翼和垂直起降飞行器开发从60千瓦到1000千瓦级别的各类发电机

霍尼韦尔公司混合/电推进部门高级总监布莱恩·伍德（Bryan Wood）表示：飞机混合动力系统和纯电动力系统将具有广阔的市场前景，目前可能应用在军事、小型固定翼和垂直起降等领域。为满足潜在应用需求，公司正在持续研发兆瓦级发电机，其潜在应用对象已从年初极光飞行科学公司的XV-24A改为DARPA的X-plane。

电机目前正在佛罗里达州立大学进行测试，此前曾在佛罗里达州奥兰多举行的全国公务航空协会（NBAA）会议上进行展示了混合电推进发动机，包括两台200千伏安电机和HTS900涡轴发动机。霍尼韦尔公司发动机和动力系统总裁布莱恩·希尔（BrianSill）表示：“公司正在开发多个功率等级的发电机，覆盖从60千伏安到1兆瓦各类电机。”

研究中的一部分内容就是选择技术应用领域。希尔表示：“目前可选的方向有HTS900发动机和131-9（辅助动力装置）”。

从最为基本的发电角度来看，霍尼韦尔认为发动机和发电机一体化设计将在混合动力领域最先应用，其兆瓦级电机将在2019年第一季度达到技术成熟度6级。

●霍尼韦尔混合动力系统演示样机包括HTS900涡轴发动机和两台200kVA发电机

霍尼韦尔公司重点关注影响系统功率密度的热管理设计，系统的最终目标是转换效率达到98％。

霍尼韦尔正在同总部位于丹佛的初创公司XTIAircraft合作，通过融资进行XTI系统开发。XTI系统采用HTS900发动机驱动三台发电机，而在NBAA上展出的双发电机演示样机是霍尼韦尔公司目前可以提供给客户的版本。最终配置将根据任务和有效载荷，决定配置200千瓦发电机的数量。

二、赛峰集团针对垂直起降飞机和小型支线飞机开发混合动力系统

与此同时，赛峰集团被Zunum Aero公司选中为混合动力小型支线客机提供动力系统解决方案。ENGINeUS 45电动机的额定功率为45千瓦，属于系列产品的第一款，该系列最大额定功率将达到500千瓦。赛峰集团表示，电动机具有内置专用控制设备，效率超过94％，功重比达到2.5千瓦/千克，转速为2500转每分。

●额定功率为45 kW的赛峰ENGINeUS 45电动机，该系列产品的输出功率最高可达500 kW

为了验证NBAA会议上展出的电动机性能，赛峰集团在电气集成平台上对电机进行了测试。此外，赛峰集团还在全分布式推进混合动力系统上完成了4台电动机的地面测试。尽管目前的系统研发并未正式与任何混合电推进项目关联，但技术上主要瞄准了垂直起降、支线和城市空中交通项目。潜在合作项目包括贝尔公司的飞行演示运载器，贝尔公司在今年6月公布了同赛峰集团的合作关系。

赛峰直升机发动机公司于今年2月宣布，计划将在2020年进行混合分布式动力系统演示验证。尽管城市空中交通市场正朝着全电方向发展，但赛峰集团考虑到对飞机续航能力需求，认为市场对混合动力系统存在需求。

ENGINeUS 45电动机具有172牛米的连续扭矩输出能力，在2500转/分的工况下，扭矩密度达到10牛米/千克，实现了低速、高功率密度的目标。

根据同Zunum公司签订的长期协议，赛峰直升机发动机公司正在开发和验证1700-2000马力的阿蒂丹3涡轴发动机，为12座、700英里航程的ZA10上提供电力。改进的阿蒂丹3Z将采用500千瓦涡轮发电机，为飞机电池组和两台500千瓦电动涵道风扇提供动力。

赛峰集团将改装后的阿蒂丹发动机与Zunum公司发电机搭配，将在2019年中对500千瓦涡轮发电机进行地面测试。系统随后交付给Zunum公司，安装在改进后的罗克韦尔涡轮指挥官飞行试验台上。

航空工业发展研究中心 李丰羽