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【行业要闻】电动飞机未来几年在航空领域具有颠覆性并迅速成熟

 两机动力控制 2022-02-06

导读据cleantechnica网站2月4日报道,即未来几年航空业将有4个成熟领域:电池能量密度、商业化的电动货运和客运飞机、自主飞行系统和数字空中交通管制。而其中电池能量密度与电动飞机又息息相关,因此预计未来几年,电气化将像汽车领域那样在航空领域获胜,并且将从小型飞机开始并逐步发展。

Pipistrel Velis Electro商用电动固定翼传统起降飞机已经存在,这是一款经过EASA适航认证的针对飞行训练学校的两人座,EASA的适航认证非常关键,因为这意味着电动飞机产品走上市场是完全可行的,目前许多其他产品正在开发中,包括Heart Aerospace ES-19、Electron AviationElectron 5、Eviation Alice和AerospaceElectric eFlyer。

目前,EASA/FAA对电动飞机进行适航认证仍是一个相对不确定的过程。Heart Aerospace公司创始人安德斯·福斯兰德(Anders Forslund)专注于最大限度地减少适航认证风险和持续时间,将所有新颖的部件放入四电机(不是发动机)的机舱中,机身非常标准,看起来就像一般大型航空航天公司可制造的飞机。

Electron和Bye公司则紧随Pipistrel公司的脚步,Electron公司在双电机方面具有优势,并且都拥有较小的飞行实验飞机。然而,一旦新颖性消失,传统固定翼电动飞机的适航认证应该比内燃机飞机更快、更便宜,因为适航认证的主要部分是对所有可能出现故障的移动部件进行n*n测试。

自主飞行系统也在开发中,它的关键是在计算机控制下处理滑行、起飞、飞行、着陆和滑行。这是一个竞争激烈的地方,但很多相关公司都有军事背景,比如Antcliff已经离开NASA到了Xwing公司成为产品负责人,与客户互动并帮助产品满足或超越他们的需求。其它一些相关公司包括Reliable Robotics、Kef Robotics、Forward Robotics和大多数无人机制造商,也在努力成为飞机的大脑,但也像电动飞机一样,需要努力通过适航认证,这是至关重要的。

自主飞行系统的适航认证是一个重要挑战,对于无人机来说,当它们飞离操作员的视线,但在规划期间遵循软件中规定的路线飞行时,其风险非常低。但对于载人的客机实现完全无人的完全自主飞行对适航认证仍是一个非常大的挑战,首先适航认证机构就需要弄清楚完成适航他们需要做的事情。

换句话说,虽然很多飞行比驾驶特斯拉通过一个有行人和骑自行车的人的繁忙十字路口更容易实现自动化,但获得一架实际飞行数百英里的飞机是一个非常不同的业务。目前,Xwing公司正在驾驶舱内配备一名飞行员作为观察员一起飞行,飞机在自主控制下运行,并设有一个类似于美军无人机站的地面控制站,但预计仍需要很长时间,完成适航认证过程需要数年时间。

数字空中交通管制系统的认证时间将比单架飞机的自主系统更长。这个概念是飞行控制计算机用雷达监视天空中的一切,天空中的一切都与飞行控制计算机进行数字通信,提供有关方位、速度、高度和控制请求的更新,并且飞行控制计算机发送航路点和预计飞机将遵循的路线的3维空间,包括到跑道的着陆路径。

这是一个非常复杂和高风险的领域,认证也需要很长时间。此外,机身持续了几十年,虽然每家航空航天初创公司都将在其机身中集成自主传感器组和自主控制装置,以适应未来的发展,但许多旧机身并不是为了适应自主控制系统和数字交通控制接口而制造的,所以对于在很长一段时间内,数字空中交通管制系统将与当前的人类系统重叠。将控制权完全交给计算机,即使有广泛的人工监督,也需要几十年的时间。

正如前面的讨论所暗示的,对于自主系统来说,通过认证将是漫长的,而对于数字空中交通管制来说,时间会更长。它们将落后于电动飞机的发展。

但是由于现在电动飞机提供的经济性差异很大,因此只有适合短途客运和货运的商用电动飞机才能开始在区域空中交通中开发新的商业模式。

例如,Electron Aviation公司认为,在本世纪下半叶,一架4座单驾驶飞机可以成为区域短途休闲和商务旅行的主力,作为“空中出租车“为机场附近的客户提供按需飞行服务。这种经济性特别适用于电动飞机,而目前的内燃机飞机则不适用。

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