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[专题] NASA首架全电动飞机原型机X-57专题:电气化改造

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红色信号 发表于 2016-6-17 23:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
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zmic 发表于 2016-6-18 00:49 | 显示全部楼层
电动飞机目前只适合螺旋桨飞机,
红水兵 发表于 2016-6-18 01:18 | 显示全部楼层
螺旋桨效率高,,要真的储能技术出现飞跃,把涡扇发动机里的核心涡轮机换成电动机根本没有技术难度。
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 楼主| 红色信号 发表于 2016-6-18 15:04 | 显示全部楼层
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lemoncap 发表于 2016-6-21 11:47 | 显示全部楼层
电动飞机不是没有可能,欧洲已经飞过。问题是受限于当前电动机的功率密度(~十分之一于燃气轮机),和电池储能的能量密度(~十分之一于燃油),这样的电动飞机也就适合大疆之类应用。载人不是不可能,但是飞个几十分钟也就上限了。没有太多实用价值。

注意铅酸(充电)电池是1840~1850年发明的,比内燃机还早,但到当代锂离子动力电池,能量密度也就提高到两倍。同期内燃机(包括燃气轮机)动力系统的能量和功率密度都提高了不止十倍。

除非超导技术有大的突破,电动推进在飞机上会非常有限,在汽车上也很难大规模经济生产。当然靠补贴是能维持的。

lemoncap 发表于 2016-6-21 11:51 | 显示全部楼层
没有正确的基本物理原理上的指导,很多实验都会无功而返。就像当代-欧巴马政府的绝大多数能源项目。当然失败的实验是通向正确理论和工程实践的铺路石。
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 楼主| 红色信号 发表于 2016-6-21 23:08 | 显示全部楼层
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 楼主| 红色信号 发表于 2016-6-21 23:10 | 显示全部楼层
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lemoncap 发表于 2016-6-22 11:55 | 显示全部楼层
红色信号 发表于 2016-6-21 23:08
奥马巴政府的很多能源项目就是只要有若干项成功就足以。更何况很多项目并未失败

告诉我哪怕是一项成功的。
lemoncap 发表于 2016-6-22 11:57 | 显示全部楼层
红色信号 发表于 2016-6-21 23:10
这些不是根本问题。现在超导技术不是一直在发展么

你了解一下超导电机目前的问题和相对传统电机到底有多大提高?
klonoa112 发表于 2016-9-2 22:53 | 显示全部楼层
NASA加快推进X-57麦克斯韦分布式电推进验证机计划
2016-09-02
      [据美国航空周刊和空间技术网站2016年8月22日报道]NASA正在收敛航空解决方案(CAS)计划下快速推进电推进技术的演示验证项目。NASA目前关注的可应用于X-57麦克斯韦分布式电推进验证机的技术包括燃料电池电力系统、高能量密度锂氧电池和紧凑型增材制造电机。
      “培养超高效低排放航空电力(Fueleap)”项目将研究固体氧化物燃料电池(SOFC)电力系统,该系统将从航空煤油中提取氢,将其同空气中的氧混合产生电能。
      Fueleap项目的目标是降低电推进的使用门槛,即通过目前广泛存在的航空燃油存储能量,避免建立新的充电基础设施。这个项目包括进行端到端的性能测试,即将低硫柴油通过催化燃烧反应器产生高温氢气和氧气,然后在SOFC中混合以产生电能。
     “NASA电动飞机锂氧电池(LION)”项目将解决电池能量密度相比航空燃油低的问题。NASA研究人员表示,锂空气电池在所有电池中有着最高的理论储能能力。随着锂空气电池能量耗尽,氧气被吸引同锂离子发生反应,当电池充电时,氧气被排出。但是当电池使用过程中,标准电解质很快被分解,充放电的循环次数有限。LION项目将研究能够抵抗分解实现更长续航的超稳定电解质的可行性。
     紧凑型增材制造创新电动机项目主要解决是否能够使用3D打印技术生产重量更轻、或许更小的电动机部件,以及使用能够提高电动机功率密度的新材料。(中国航空工业经济技术研究院 王元元)
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 楼主| 红色信号 发表于 2016-9-3 12:25 | 显示全部楼层
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topzdx 发表于 2016-9-7 00:05 | 显示全部楼层
NASA用的是直流无刷吗?这东东目前减重有无重量级单位在做?比如某些知名大学、研究所?电机厂就算了......
klonoa112 发表于 2017-5-9 20:57 | 显示全部楼层
http://www.dsti.net/Information/News/104390
X-57麦克斯韦电推进验证机取得新进展
2017-05-08
      [据美国航空周刊和空间技术网站2017年5月1日报道]缩比复合材料公司正在进行X-57麦克斯韦分布式电推进验证机的初始电气化改装。据X-57项目首席研究员肖恩•克拉克介绍,快速原型专业制造商已经开始对泰克南P2006T双发活塞通用飞机进行改装,同时,电池和巡航电机也进入最终设计阶段。
      X-57项目制定了分步走的实施策略。第一步是用60KW的巡航电动机原位替换P2006T的两台罗塔克斯活塞发动机(模型代号Mod II X-57)。电动机的原型机已于去年夏天进行了测试。Joby航空公司已经向NASA阿姆斯特朗飞行研究中心交付了首台飞行试验用电动机。
      第二步是将P2006T的原始机翼替换为NASA设计的大展弦比新机翼(模型代号Mod III X-57)。巡航电动机将被移动到翼梢处,螺旋桨将在翼梢涡内侧运转,提高推进效率。
      克拉克表示,Mod III X-57的机翼关键设计评审已经在3月初开始。位于加州圣路易斯奥比斯波的X试验公司将在未来几周制造机翼,并且该公司已经制造了缩比的Mod III机翼并进行了试飞,验证了该布局的操控性。
      NASA正在进行X-57的风洞试验和飞行模拟评估,包括在兰利研究中心12英尺风洞中开展Mod II X-57的自由飞试验,验证动力失效情况下该机的稳定性和操纵性。
      X-57将安装质量为790磅的47kWh锂离子电池(能量密度130Wh/Kg)。并采用冗余电池设计提高安全性。克拉克介绍,2016年12月,在电池的破坏性试验中发生了热逃逸现象,因此进行了电池的重新设计。
      X-57是专为验证分布式电推进而设计的,两侧机翼前缘共装有12个小型螺旋桨,可以增加低速时的升力,或者在保证升力相同时降低机翼面积和阻力。在巡航状态时,这些螺旋桨可以停转和折叠。
      克拉克表示,NASA已经采用3D打印制造了一个短舱验证螺旋桨折叠机理。Mod III机翼将开展折叠桨叶短舱的模拟,为计划中的、目前未获投资的Mod IV 分布式电推进机翼铺平道路。(中国航空工业发展研究中心 王元元)
ddgs_wlz 发表于 2017-6-22 15:14 | 显示全部楼层
这全电小飞机的多个螺旋桨还是左右交替旋转的,不是清一色一个方向的啊
klonoa112 发表于 2017-8-11 01:06 | 显示全部楼层
X-57分布式电推进 验证机取得新进展


日前,NASA已经接收了泰克南公司交付的第二架P2006T飞机机身,用于X-57麦克斯韦分布式电推进验证机项目。X-57基于泰克南P2006T双发活塞飞机改装而来,第二架机身将用于地面测试。

X-57项目由四个阶段组成。第一阶段是P2006T飞机基本性能测试,第二阶段是对P2006T飞机的两个Rotax活塞发动机原位替换为电动机,第三个阶段是将发动机移到翼梢位置;第四个阶段是更换展弦比更大的机翼,在前缘布置12个分布式螺旋桨。

X-57项目首席研究员肖恩·克拉克表示:“此次交付的第二个机身并不是一个飞行部件,主要用来进行安装配合检查,方便建造第四阶段使用的大展弦比机翼。”

目前,第四阶段的大展弦比机翼正由Xperimental公司制造,第二阶段的工作也正在紧张地开展。其中,缩比复材公司正对P2006T飞机进行发动机原位改装,而Joby航空则提供电动机。X-57计划在2018年早期试飞。

第二阶段完成后,研究人员将把电动机从机翼中间位置移至翼梢,这样预计可以减弱翼梢涡,降低能源消耗。在第四阶段,X-57将安装上更大展弦比的机翼,研究人员将验证通过前缘12个小型螺旋桨和机翼的气动耦合,能否大幅增强机翼的起降升力。 (王辛)

http://ep.cannews.com.cn/publish/zghkb7/html/80/node_002890.html

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klonoa112 发表于 2018-3-6 15:13 | 显示全部楼层
       2019年,NASA还将继续推进X-57麦克斯韦电推进验证机的研究,计划通过将通用飞机的活塞发动机替换为电动机和电池来验证整体的能量需求降低3倍的能力。X-57第二阶段构型(活塞发动机原位替换)将于2018年首飞。2019年将试飞X-57第三阶段构型(一个新的低阻、大展弦比机翼,翼梢安装电机)。
http://ep.cannews.com.cn/publish/zghkb7/html/675/node_024972.html


supsauce 发表于 2018-3-13 03:08 | 显示全部楼层
lemoncap 发表于 2016-6-21 11:47
电动飞机不是没有可能,欧洲已经飞过。问题是受限于当前电动机的功率密度(~十分之一于燃气轮机),和电池 ...

飞机用电肯定是混动,空客罗罗最近要试着在BAE146上换一台2MW的电动机https://www.siemens.com/innovation/en/home/pictures-of-the-future/mobility-and-motors/the-future-of-mobility-e-fan-x.html

汽车上是另一个话题,理论上电动车能铺开的话给电网带来的好处足够补偿额外的成本了,另外环境成本也是成本,只是不好算罢了

lemoncap 发表于 2018-3-22 16:14 | 显示全部楼层
supsauce 发表于 2018-3-13 03:08
飞机用电肯定是混动,空客罗罗最近要试着在BAE146上换一台2MW的电动机https://www.siemens.com/innovatio ...

那就是个CD项目,飞机靠三台4000千瓦的燃气轮机起飞爬升,然后加个 2MW的电动机巡航时攫取功劳。开玩笑嘛。要有本事自己靠电机起飞。
klonoa112 发表于 2018-6-20 23:34 | 显示全部楼层
NASA全电推进飞机X-57即将首飞
2018-06-20

       [据美国《大众机械》网站2018年6月19日报道]NASA的新型X系列飞机全电推进的X-57麦克斯韦即将首飞。缩比复合材料公司的工程师正协同主承包商试验系统航空航天公司(Empirical Systems Aerospace,ESAero),准备将电力系统集成到P2006T发动机上,以驱动X-57。该型机第一个电动版本称之为Mod II,将用电动机和电池组替代P2006T型汽油机为飞机提供动力。
       X-57项目技术负责人表示“飞行电池已经完成测试并交付缩比复合材料公司进行集成,驱动飞行的电动机的验收测试正在进行中。”去年年底,公司已经完成了锂离子电池模块在飞行条件下的测试,并进行了热失控试验,而电动机在今年1月份开始进行耐久性测试。该飞机的仪表板完成了电动推进指示器的改进,以为Mod II 2019的首次飞行做好准备。
      NASA已批准X-57的最后一次更改,即Mod IV。该版本飞机在起飞和降落阶段将使用12台高升力电动力驱动,这项技术被称之为“分布式电推进”,将可以最多提供5倍的能耗降低。位于机翼前缘的小型电动机在巡航阶段将关闭,飞行的推进力依靠位于翼尖的两台主电动机。
       预计明年首飞的Mod II型X-57飞机将不具备分布式电推进系统。在NASA完成电动飞机的试飞后,将对飞机进行改进,包括利用薄型复合材料机翼替换现有机翼、将主推进电动机安装位置移至翼尖等,使飞机达到Mod III状态。项目的最后一步是实现12台高升力发电机的Mod IV构型。早在2015年5月,NASA完成了基于半模飞机的分布式电推进系统试验,确认了小型发电机能够产生预期的升力。
     NASA曾希望今年早些时候进行Mod II试飞,但是由于电池模块相关问题延误导致试飞推迟。据《航空周刊》报道,2016年12月,锂离子电池在热失控试验中严重失败,NASA不得不要求电力系统公司重新设计电池模块,该电池模块于2017年12月完成了测试。
       尽管出现了延误,但是X-57项目已开始使电动飞机行业受益。科罗拉多州的“再见太空”(Bye Aerospace)公司已在今年4月使用电力系统公司设计的电池系统完成了电动飞机“太阳飞行者2”(Sun Flyer 2)的首飞。X-57电池测试的教训帮助“再见太空”(Bye Aerospace)公司双座电动飞机实现飞行,该公司希望FAA能在未来通过这型双座电动飞机的认证。
       “再见太空”(Bye Aerospace)公司的收益凸显了X-57飞机项目的全部目的:与航空业分享电动飞行的技术知识。利用沉重的电池包实现飞行是一项重大挑战,NASA希望其分布式电推进X系列飞机将为从事电动飞机制造的相关公司提供关键数据。随着由X-57项目电池技术在其他飞机的扩散应用,该项目似乎正在实现其预期目标。(中国航空工业发展研究中心 许赟)
http://www.dsti.net/Information/News/110159

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