电能航空动力技术发展研究

邵凌云1, 2,张卓然1, 2,高华敏1, 2,黄维康1, 2,薛涵1, 2,徐岳1, 2(1.南京航空航天大学自动化学院;2.低碳航空动力教育部工程研究中心)
摘要:电能航空动力技术开启了航空领域新一轮创新与变革热潮,是推进航空业绿色发展、应对全球环境挑战的重要举措。本文系统论述了国内外电动航空器的研究进展,分析了我国电能航空动力技术与国外的差距,明晰了我国电动航空器研制所面临的技术挑战;进一步梳理了电能航空动力四大关键技术:长寿命高能量密度电池技术、高效高功重比电机推进技术、能量综合管理技术和高升阻比气动布局设计技术,分析了各关键技术的产业特征和研究现状,阐明了各关键技术的发展方向和亟待解决的基础技术问题;构建了电能航空动力飞机性能评估模型,分析了电池能量密度、电机功率密度、电机效率和飞机升阻比等关键技术参数对电动航空器性能的影响,评估了电能航空动力技术在轻小型城市空运飞机、区域通勤飞机和小型支线飞机上的工程实用性。研究建议,电能航空动力技术发展应充分利用我国拥有的新能源产业的技术积累和先进工业基础,考虑高能量密度储能电池、高效能推进系统等关键部件的现有性能与未来提升需求,以城市空运、区域通勤、支线飞机为路径制定发展战略规划,逐步拓展电能航空动力技术在民航运输中的应用,助力我国实现碳达峰、碳中和目标。
关键词:电能航空动力;电动航空器;电推进;绿色航空;储能电池

目录介绍

一、前言

二、电动航空器研究进展

(一)国外研究进展

1. “创新精神号”电动飞机

2. Eviation Alice电动通勤飞机

3. NASA X-57分布式电推进飞机

4. Joby S4电动垂直起降飞行器(eVTOL

(二)国内研究进展

1. 锐翔RX1E电动飞机

2. 锐翔RX4E电动飞机

3. “翌翔一号”电-电混合固定翼无人机

4. EH216-S 电动垂直起降飞行器

(三)国内外对比

三、电能航空动力关键技术

(一)长寿命高能量密度电池技术

(二)高效高功率质量比电机推进技术

(三)能量综合管理技术

(四)高升阻比气动布局设计技术

四、电能航空动力技术的实用性分析

(一)模型构建与验证

(二)关键技术参数分析

(三)电能航空动力在区域通勤和小型支线飞机上的应用评估

五、电能航空动力技术发展目标与重点任务

(一)发展目标

(二)重点任务

六、推动我国电能航空动力技术发展的建议

(一)加快推动电动通用航空器系列化、谱系化

(二)加快拓展各应用场景下的全谱系电动飞行器研制

(三)积极参与电能航空动力标准构建和运营支持体系研究

(四)探索和建立有利于促进电动航空器发展的低空空域管理模式,促进低空经济发展

 

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