
中国航空发动机集团简介、直属单位与主营业务
2022年04年24日
Flight Global 2025-01-02
先进推进系统开发商莱特电气 (Wright Electric) 已开始对其新型大功率电动机进行初步地面运行,同时该公司仍在权衡哪架飞机将作为该发动机的飞行试验台。
Wright 创始人兼首席执行官 Jeff Engler 表示,WM2500 电机能够输出高达 2.5MW 的功率,其功率密度达到同类产品中的领先水平,约为 18-20kW/kg,比上一代产品的 10kW/kg 提高了 40%。
他说:“我们的目标是让它变得更小、更轻,并努力使它成为世界上最强大、功率密度最高的航空电机之一。”
该发动机以及所需的八台定制 250kW 逆变器的初步地面测试最近在纽约州奥尔巴尼的 Wright 工厂开始。
一旦对电机和逆变器的“一系列测试”完成,Wright 就会将各个单独的组件组合起来,作为一个完整的系统进行评估。
然后,它将被运往位于俄亥俄州桑达斯基的美国宇航局阿姆斯特朗研究中心的美国宇航局电动飞机测试(NEAT)设施,在那里它将接受进一步的试验,包括模拟高度测试。
恩格勒表示,在模拟海拔 40,000 英尺的高度对上一代发动机的局部放电测试已成功完成,“这让我们有信心带着 WM2500 进入 NASA 的高海拔试验室”。
NEAT 对 WM2500 的测试将于 2025 年开始,可能持续到 2026 年,然后将其运回奥尔巴尼,在莱特目前正在建造的定制测试台上进行进一步评估“然后我们进入飞机,进行地面测试,最终进行飞行测试”,恩格勒说。
如果一切按计划进行,莱特公司希望在 2027 年或 2028 年之前在尚未公开的平台上对 WM2500 进行飞行测试,并在 2020 年前后获得认证。
恩格勒表示,正在“推进”两种潜在候选方案:BAe 146 支线喷气式飞机和洛克希德马丁 C-130 军用运输机。
虽然每架飞机的推进系统各不相同(涵道风扇发动机和涡轮螺旋桨发动机),但两者都是四引擎机型,为测试新发动机提供了更大的冗余度。此外,它们的功率要求也有“重叠”,分别为 5MW 和 3.5MW,无论哪种情况,都需要一对堆叠的 WM2500。
恩格勒说,考虑两种不同的配置也可能有助于系统最终的商业化。
“我们的客户总是向我们询问有关风扇和螺旋桨的应用,因此,我们正在推进的两个项目从数据收集的角度给我们带来了一些优势,”他说。
无论如何,在飞行测试中,电池和涡轮发电机将安装在机身内,四台热力发动机中只有一台将被 WM2500 电动机取代。直驱结构以 7,500rpm 的转速旋转,可用于涵道风扇设计,而单级减速齿轮箱则用于驱动螺旋桨。
莱特公司长期以来一直对 BAe 146 感兴趣,因为它的“精神”计划于 2021 年首次披露,但这款计划中的全电动飞机的开发进展比预期的要慢。根据莱特公司的最初时间表,BAe 146 将在 2023 年之前更换一台发动机并投入飞行,到 2026 年实现完全电动化。
早在 2017 年,空客和罗尔斯·罗伊斯就披露了类似的计划,即将支线喷气式飞机用作其 E-Fan X 项目下的混合动力试验台。但由于两家公司努力应对新冠疫情的影响,该计划于 2020 年被放弃。
尽管疫情是 E-Fan X 取消的原因之一,但许多观察家也质疑这款英国制造的四引擎飞机是否适合执行任务。尽管如此,恩格勒还是为莱特的选择辩护:“仅仅因为一家大公司决定不做某事,我并不一定认为这是小公司不做这件事的理由,只要人们尽可能地去理解他们做出这些决定的原因。”
他坚称这种类型“作为试验平台是有意义的”,尽管承认全混合动力版本是否能成为成功的商业产品还是一个“悬而未决的问题”。
尽管莱特公司对 BAe 146 的兴趣可追溯到几年前,但 C-130 只是在过去 12 个月里才成为电气化的候选对象。
受美国国家航空航天局(NASA)有关该主题的研究论文的启发,赖特看到了为军事客户或民用货运运营商改装现有机身的巨大潜在市场。
研究表明,全混合动力动力系统可以节省 27-44% 的燃油,这对于利润微薄的货运运营商来说是一个可喜的推动力,或者满足军方对更高水平的机载电力的需求,以在高空运行传感器、系统和武器,恩格勒说。
他认为,C-130 的另一个优势是它的最大起飞重量与波音 737 相似 – 74 吨,而单通道 C-130 型号的最大起飞重量为 70 吨 – “因此,它使我们完全能够进入大型支线喷气式飞机或窄体飞机类别”。
“除了测试之外,我们需要在该平台上做的工作还包括在行业中建立信心和信誉,即开始混合更大的平台不仅在理论上可行,而且实际上也是可能的。”
莱特公司的雄心一直是“实现商用航空航天业脱碳”,而公司的长远未来取决于 100 个及以上座位数的客机开发商对大功率电动机和电池的需求。
但由于距离这一目标至少还有五年时间,公司当前的重点是“如何存活足够长的时间以实现我们的梦想”,恩格勒说。
其他开发商选择从小处着手,瞄准可以更快实现商业化的低功率电力推进应用。但在赖特看来,700kW 电机和 2MW 级电机之间的架构变化实际上意味着“从头开始一个全新的项目”,恩格勒说,这会降低任何节约的影响。
相反,Wright 的目标是通过零部件销售来开始创造收入,尤其是其 30kW 军用级发电机。
虽然不是真正意义上的航空航天设备,但这种轻型紧凑的发电机(也可用作飞机启动车)符合美国空军敏捷作战运用原则,即从远程机场起降的能力。
恩格勒认为,由于六台 Dynamo 发电机可安装在标准的 463 升托盘上,而标准 30kW 发电机只能安装两台,因此美国空军可以更好地利用有限的飞机资源。
莱特还获得了美国政府多个部门的资助,最近获得的资助包括美国联邦航空管理局 (Federal Aviation Administration),该局于 8 月份向该公司拨款 334 万美元,用于开发超轻电池。
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