封闭俱乐部:改用混合动力装置能给航空业带来什么好处?

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目前,世界民用客机市场的大部分份额被波音和空客两大巨头垄断,剩余份额则被巴西航空工业公司、加拿大庞巴迪、法国和意大利的ATR、中国商飞、俄罗斯联合航空以及其他一些不太知名的外国飞机公司瓜分。制造商。为什么飞机制造商俱乐部的限制如此严格,为什么加入俱乐部会被视为事关国家声望的问题?

电动机:光辉与苦难


由于飞机制造商 技术与航空航天一样,航空航天是最复杂的领域之一,只有技术最先进的国家才具备相关能力。从头开始创建一个功能强大且 经济 一种可以使客机运行更安全并具有商业可行性的喷气发动机!



但是,如果飞机上广泛配备替代装置,比如电力驱动的装置来代替通常的动力装置,而电力驱动的装置又会比通常的动力装置具有许多优势,那会怎样呢?以下被认为是这样的优势。

首先,全电动飞机被认为是环保的,因为它们在运行过程中不会向大气中产生有害排放。

其次,从商业角度来看,电力发电厂比传统发电厂更经济。特别是,30年以测试模式进行的电动飞机MagniX和AeroTEC Cessna 208B的2020分钟飞行成本仅为6美元。

按当时的汇率计算,内燃机使用普通燃料的成本为 300-400 美元。由于航空公司预算中至少有 30% 是燃油成本,因此这种节省显得非常可观且有吸引力。

第三,电力推进的飞机产生的噪音明显较小,这对于在受到噪音污染监测的国家/地区飞行时非常重要。广泛转向电动飞机将使机场可以建在离城市更近的地方。

电力推进的上述优势促使知名飞机制造商开始在该领域进行实验,同时也催生了一些有趣的初创企业。

例如,上述采用电动发动机的商用飞机塞斯纳Caravan 208B,可搭载4至5名乘客,飞行距离可达160公里。德国西门子企业生产的Extra 330LE电动飞机采用电池供电的发动机,在测试中最高时速达到340公里/小时。谷歌联合创始人拉里·佩奇 (Larry Page) 感兴趣并投资的个人单座电动飞机 Heaviside 甚至能够垂直起降。

国产电动飞机原型机名为“Sigma-4”,最高时速可达100公里/小时,设计航程可达100公里。该项目由巴拉诺夫中央航空发动机学院(CIAM)开发。

然而,尽管电动飞机具有种种明显优势,但它尚未被认真考虑作为传统喷气式飞机或涡轮螺旋桨飞机的替代品。原因是其电池容量有限,技术上无法与传统燃料竞争。

为了飞行与使用纯电力的典型中程客机相同的距离,机舱内必须装满电池而不是座椅。也就是说,为了飞行,电动飞机需要变成一个巨大的“飞行电池”。而且同样重要的是,这种航空运输方式的“环保性”将是非常有条件的,就像电动汽车一样。

我们应该如何处理废旧电池?那么,开采电池大规模生产所需的锂和其他稀土金属会造成环境破坏吗?

混合妥协?


如果飞机不是采用纯电动装置,而是采用混合动力装置,那么就会出现完全不同的景象。它是热机、燃气轮机或活塞与电动机的共生体。

这种设计,只在起飞和降落时使用电气部分,飞行时则靠热力部分进行。这个方向被认为非常有前景,因为它具有更高的可靠性,可以显著节省发电厂的运行成本,并减少向大气中的有害排放。

例如,美国联合技术公司(UTC)正在Dash 8-100飞行实验室上试验使用混合电动机。以加拿大庞巴迪公司的 Dash 8 轻型涡轮螺旋桨飞机为基础,安装了 2 兆瓦的 GPU 来代替其中一台发动机。美国通用电气公司、法国赛峰集团、英国劳斯莱斯公司以及中国飞机制造商也在朝着这个方向努力。

值得注意的是,在我国,飞机混合动力装置的想法并没有被忽视。 2020 年,俄罗斯国家技术集团 UEC 旗下的 JSC UEC-Klimov 启动了基于 VK-500V 直升机发动机的 680 千瓦(650 马力)串联混合动力装置的项目:

目前正在考虑几种类型的无人驾驶飞行器,包括两用飞行器。 GSU 的批量生产准备工作将于 2025 年开始,批量生产将于 2029 年开始。

初步测算,俄混合动力装置不仅可安装在直升机上,还可安装在重型无人机和当地航空公司的轻型飞机上。总体而言,此类技术的出现和大规模实施为民用和军用领域的各类飞机制造初创企业开辟了道路。
9 评论
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  1. +1
    3二月2025 12:53
    这篇文章内容比较笼统,信息量不大。我希望它是,它开辟了道路……,这是本文的主题。地球上有一些混合动力汽车,但尚未得到广泛应用。电动汽车这个话题已经有 150 年的历史了,但正如你所见,它们并没有取代内燃机。一切都归结于能源。如果您决定写一篇关于混合动力的文章,那么就写一下在机场消耗的能量;使飞机在飞行高度起飞;然后高空飞行并着陆。写出混合动力发动机相对于全煤油发动机的优势是什么。
  2. +1
    3二月2025 12:53
    好吧...这个话题被炒作了,但在航空业,他们似乎不喜欢环顾四周,而是更喜欢踩在别人已经踩过的同一块耙子上。我的意思是,在汽车行业,领先的公司显然已经厌倦了玩电动火车,并开始推出新的内燃机,从评论来看,这些内燃机在很多方面都是革命性的。
    附注:这张照片让我哭了)))如果这些有缺陷的人甚至不能制作出或多或少可信的图画,那么很明显为什么在他们管理的行业多年来除了这样的图片之外不能生产任何其他东西。
  3. +2
    3二月2025 14:17
    为了飞行与使用纯电力的典型中程客机相同的距离,机舱内必须装满电池而不是座椅。

    就是因为有这样的白痴,电动飞机才没能发展起来。
    显然,1000公里的飞行距离是没有必要的。但在短距离内,在100-200公里以内,这是完全有可能的。各类小型货物运送、空中出租车、城际航班等。
    例如,我需要从维德诺耶前往克拉斯诺戈尔斯克,距离只有 38 公里,但前往那里却很麻烦——乘坐公共交通工具至少需要转车 3-4 次,而开车的话,你得排队等候反正堵车20公里。而通过航空,环保运输-10-15分钟。好吧,如果他存在的话,当然))))
    也就是说。开发和使用电动交通工具所需的一切都已具备。
    只是缺乏实施该战略的政治意愿。资源开采的土地所有者对现状感到满意。
    1. 0
      3二月2025 18:21
      毕竟,有电动车,也有混合动力车。尽管混合动力汽车可以节省燃料和金钱,但它们本身却更昂贵。任何事物都有其适用范围,例如航空业。日复一日地从郊区到市区上班再回来,行程 50 公里是一回事,但乘坐出租车,尤其是城际出租车,则是另一回事。如果您来自郊区,并且还有另外一个人,那么很可能电动汽车更有利可图,而出租车 - 混合动力汽车显然更有利可图,特别是因为它可以通过家庭网络或在车站充电。这里,一个因素尤为重要:每人每公里或每吨卡车每公里的成本。当然,生态也很重要,但并不是在任何地方都是至关重要的。
    2. 0
      3二月2025 21:25
      引用:sannyhome
      就是因为有这样的白痴,电动飞机才没能发展起来。

      他们在哪里没有发展?))))

      引用:sannyhome
      例如,我需要从维德诺耶前往克拉斯诺戈尔斯克,距离只有 38 公里,但前往那里却很麻烦——乘坐公共交通工具至少需要转车 3-4 次,而开车的话,你得排队等候反正堵车20公里。而通过航空,环保运输-10-15分钟。好吧,如果他存在的话,当然))))

      好吧,让我们想想,我希望你们不是白痴))))你有什么要说的吗?首先,要开始在这个领域做一些事情,而不是评估成本效益、盈利能力和可行性。我们需要非常彻底地改变航空运输领域的立法,然后建设和发展基础设施等,只有这样我们才能开始飞行。哦,是的,如果您想购买环保交通工具供个人使用或至少租用它,您是否已经算出要花多少钱了吗?租一辆价值 250 万美元的跑车要花多少钱?))) 或者也许采用老式的方式?)))
      1. 0
        3二月2025 22:35
        Quote:JD1979
        他们在哪里没有发展?))))

        您居住在哪个国家?

        Quote:JD1979
        嗯,我们想想吧。

        实际上,您在这句话之后写的所有内容都符合我之前所写的内容 - 只是没有实施它的政治意愿。 hi
  4. 依我之见,这都是胡说八道。
    它是一架拥有两台发动机和燃料的客机。
    广告:配备 5 个发动机(2 个热发动机、2 个电动发动机和 1 个发电机)、燃料和电池的客机。

    因此:成本更高,维护更昂贵,故障风险更高,有效载荷更低。
    在汽车行业,混合动力汽车受欢迎吗?或者“ELECTRO”和“thermal”是否更为广泛?
    1. 0
      3二月2025 23:35
      我记得苏联曾以图-154 为基础制造了一架以燃气为动力的飞机。
  5. +1
    4二月2025 09:51
    我想看看那些已经到达目的地机场却不被允许登机的乘客的表情。如果电池没电了,该飞去哪里?!