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金投資訊

電氣化趨勢引發NASA對X驗證機計劃的重新思考
2018-12-25

  創業公司萊特電力向NASA介紹了其M型機翼全電客機的概念。

  中國航空報訊:近年來,NASA實施了在預算有限的情況下重啟載人X驗證機的計劃,啟動了X-57和X-59項目。目前正在考慮2020年后的X驗證機方案。

   NASA的第一步是相對溫和的X-57“麥克斯韋”,這是一種基于輕型通用航空飛機的電推進演示驗證機,預計將于2019年試飛。

  第二步的計劃是X-59QueSTT超聲速低聲爆飛行驗證機。該項目在去年11月通過了一個關鍵的決策點,預計這架飛機將于2022年初試飛。但為了將這架全新的X驗證機納入預算,NASA不得不將該項目分成兩部分,在2016年2月授予洛克希德.馬丁公司臭鼬工廠初步設計合同,然后通過競標授予驗證機制造合同。洛克希德.馬丁最終于2018年4月贏得了研制X-59的2.475億美元合同。

  隨著X-57和X-59的推進,NASA正期待著它的下一個大型X驗證機項目。NASA資助了4家公司提出實驗飛機的想法,以展示未來節能亞聲速客機的新構型。在談到未來X驗證機研究方向發生的變化時,NASA航空研究任務事務部副主任申金元表示:“我們認為電動飛機將是大型運輸類飛機市場變革的最終發展方向,但目前仍處于發展初期,進度較慢。業界對其充滿了興趣,并且認為越早發展越好。”

  在NASA2017財年預算申請中,新航空地平線飛行驗證倡議提出的原始計劃是呼吁在X-57和X-59之后,從2023財年開始研發一系列超高效亞聲速(UEST)X驗證機。NASA沒有得到所需的資金,但該系列的第一項任務是專注于非常規飛機布局,最早在2025財年之前并沒有研制一架大型混合動力推進驗證機的計劃。

  申金元表示,空客和波音公司已經引發了發展混合動力推進技術的迫切需求。這兩家公司都表示,在下一個主要的單通道客機更換周期中,需要低排放推進系統。“這主要是因為他們了解到,在開發A320neo和737max之后,他們必須拿出一些新的推進系統,因為他們不會真的想用一種全新的氣動布局。”

  這一調整的重點刺激了整個行業的電動機、電池和相關技術的進步,其速度超過了NASA或主要制造商的預期。空客公司正在建造E-Fan X混合動力支線驗證機,而Zunum公司正在開發一種12座級混合動力飛機。

  申金元表示:“我們正在考慮顛覆傳統管狀機身加機翼的布局,包括翼身融合、桁架支撐、聯接翼等都是下一個超高效亞聲速X驗證機的候選構型。但事實可能并非如此。我們正與業界合作伙伴仔細討論,以找出最具吸引力和最重要的方案。”

   NASA集成航空系統計劃(IASP)負責飛行戰略的副主任費伊.科利爾說,NASA的重點是展示1兆瓦以上的電推進能力。工業已經表明,兆瓦級系統可以有幾種應用:一種可以為小型支線客機提供動力;一些可以用分布式電力推進裝置為更大的飛機提供動力;兆瓦級的電動機可以驅動尾部推進器,實現邊界層抽吸減小阻力,或者被集成到渦扇發動機中以混合方式提供電力增強。

  科利爾說,NASA已經資助了幾個研究團隊開發兆瓦級的電動機器和電力電子產品,而且根據預算,在項目啟動后的3年內,可以展示1兆瓦以上的能力。兆瓦級系統的可能應用范圍意味著驗證機選擇的方案。與此同時,幾項耗資巨大的研究計劃將于2020年結束,這些項目包括無人交通管理、無人機系統集成到國家空域系統以及先進復合材料等重大項目。

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