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西門子為CityAirbus提供動力系統(tǒng)
自2016年起,,西門子與空客公司一直在合作研發(fā)面向航空領域的混合動力電力推進系統(tǒng)。CityAirbus是采用這些技術的開創(chuàng)性飛機之一;它是一架針對城市空中交通的特殊需求而設計的驗證機,具有顛覆性意義。CityAirbus計劃將于今年晚些時候實現首飛,,它已實現一個重要的里程碑:地面測試已經開始。
在位于德國奧托布倫的測試中心,,空客公司項目經理Martin Nüsseler先生,、空客公司直升飛機業(yè)務部CityAirbus項目負責人Marius Bebesel和西門子電動飛機業(yè)務部負責人Frank Anton博士接受了我們的專訪,與我們分享這個振奮人心的項目,。
Nüsseler先生,,Anton博士,我們面前的這個東西究竟是什么,?
Nüsseler:我們面前的這個東西是“鐵鳥”CityAirbus,。CityAirbus是一架針對城市交通而設計的電動多旋翼飛行器。這只“鐵鳥”的使命是對整個推進系統(tǒng)進行端到端測試,。它包含電池,、配電系統(tǒng)和電力推進裝置,可通過自主飛行控制系統(tǒng),,在閉環(huán)控制回路中進行操作,。在這個全系統(tǒng)測試臺上,我們正在操作并驗證整個系統(tǒng)的動態(tài)性能,,包括電氣,、散熱和機械等方面。這套裝置配備西門子電力傳動單元,,它連接至模擬實際螺旋槳負荷的負載電機上,。這是CityAirbus邁向首飛途中的重要里程碑,,首飛計劃將于今年晚些時候進行,。
在將動力系統(tǒng)安裝到CityAirbus中之前,
它必須在地面實現可靠運行并通過嚴格測試,。
在全系統(tǒng)測試臺上,,西門子和空客公司正在操作并驗證整個系統(tǒng)的動態(tài)性能,包括電氣,、散熱和機械等方面,。
航空探:Martin Nüsseler、Frank Anton和Marius Bebesel(從左至右)在CityAirbus測試中心。
除用于驅動包端螺旋槳的電機之外,,西門子還開發(fā)了變頻器和電力管理系統(tǒng),。
Anton:這里你看到的8臺電機,構成了動力系統(tǒng),,每臺電機的大功率為200kW,它們是專門針對這個特定應用而設計的,。它們的扭矩密度高達30Nm/kg,,這實際上刷新了紀錄。換句話說,,這些重量不足50公斤的電機,,可以產生1500Nm的額定扭矩。除電機之外,,西門子還提供了變頻器和電力管理系統(tǒng),。順便說一下,我們在很短時間內完成了動力系統(tǒng)的交付,。從初的構思,,到終的原型,我們僅用9個多月時間就完成了,。這無疑歸功于我們兢兢業(yè)業(yè)的團隊,,以及強大的數字化工具,特別是來自PLM的SimcenterTM,,這是電動飛機業(yè)務部在研發(fā)工作中通常使用的工具,。
您可否詳細談談CityAirbus及其應用領域?另外,,對于電動飛機的未來,,這個項目有何重大意義?
Nüsseler:由電池供能的CityAirbus是一種城市空中交通工具,。在擁堵的特大城市,,它能以高達120公里的時速,安全,、快速地運送多4名乘客,,而不產生任何局部排放,并且運營成本較低,。典型的飛行目的地包括機場,、火車站或摩天大廈的樓頂。初期,,CityAirbus將由飛行員駕駛,,不過,,自主飛行的無人飛機亦在計劃之中。
Anton:由4個涵道螺旋槳傳動裝置構成的創(chuàng)新配置,,極大地提高了系統(tǒng)安全性,,并確保降低噪聲。不論何種情況下,,將交通拓展至“第三維度”(即:空中)的好處是,,電機比常規(guī)發(fā)動機更安靜,且低排放,。這種應用充分利用了電動交通的各種優(yōu)勢,,然而,這只是其中一小部分,。CityAirbus必須垂直起飛和降落,,并且能夠在各個方向上機動飛行。此外,,它沒有滑翔機翼,。這意味著,它的起飛動力必須*來自動力系統(tǒng),。它的動力系統(tǒng)采用大扭矩電機,,這是實現這種應用的理想解決方案。
它什么時候可以載人飛行,?首飛計劃的下一步是什么,?
Bebesel:我們計劃在今年年中把推進系統(tǒng)實體集成到驗證機中。CityAirbus的初始結構已經生產完畢,,現在正在裝配,。要實現飛機量產,還必須進一步優(yōu)化配置,,以滿足城市空中交通要求,,并提高商業(yè)盈利能力。在2025年之前,,技術上將可實現產品商業(yè)化,,但這取決于,這種城市空中交通在公眾接受度,、基礎設施建設和法規(guī)制定等方面的進展,。
Anton:我們在這個項目中的工作,展示了利用電動飛機來補充城市交通的技術可行性,。我們希望,,對驗證機的飛行測試可以支持我們獲得機型認證,,同時也激發(fā)公眾對這一概念的熱情,。