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鋼鐵鳥的電氣之心

Extra Aircraft公司制造的電動特技飛機已成功完成首飛，其創紀錄的電機是由西門子研發的。

2015年，西門子推出一臺強力的電動飛機電機。它的重量僅為50公斤，但功率卻高達260 千瓦，擁有*的超高功率重量比。但是，它將創造航空歷史的原因卻不止于此。西門子專家還將這臺電機及整個動力總成系統安裝到了Extra 330LE這臺兩座飛機上。

西門子中央研究院的Frank Anton表示：“這次首飛是電氣航空驅動史上的一座里程碑。”Anton及其團隊助力實現了首架250千瓦級電動飛機的誕生。這架飛機符合歐洲航空安全局的飛行條件以及德國聯邦航空局的相關規定。

航空史上的里程碑

這架飛機從德國中北部Hünxe鎮附近的一場起飛，飛行10分鐘后安全降落。此后，它又多次完成試飛。這意味著西門子現在擁有了為中等功率飛機打造的電機。對于飛機制造商Extra公司而言，這個項目也具有特殊意義。公司創始人暨總經理Walter Extra指出：“看到我們制造的特技飛機首次依靠電機飛上藍天，我們感到非常自豪。”

Extra 330LE首飛是擁有CS23適航認證的電動飛機有史以來*次飛上藍天。

特技飛機：測試電機的理想之選

西門子為什么對特技飛機感興趣呢？特技飛機非常適合測試電力驅動系統。它足夠強勁，可以在三個軸向上急劇加速，使動力總成在飛行中達到其極限。今后幾年，這架飛機將是用于分析和優化各組件間協調性的理想之選。

這架飛機搭載了西門子提供的SP260D電機和換流器，以及斯洛文尼亞Pipistrel公司提供的電池組。螺旋槳由巴伐利亞企業MT Propeller公司制造。SP260D電機是西門子與合作伙伴Grob Aircraft公司共同研發的。作為德國航空研究項目的一部分，這個項目得到了德國聯邦經濟事務與能源部的資助。

為了安裝這些驅動組件，飛機必須滿足若干條件。Anton解釋道：“它必須極其牢固，經全面認證，而且擁有盡可能大的運載能力。”最終成型的飛機配有管型格式框架，便于輕松安裝組件和隨時改裝。

這架飛機配備了輸出功率高達260千瓦、重量僅為50公斤的西門子電機，其功率重量比達到了破紀錄的5千瓦/公斤。

足以支持區域航線？

Extra Aircraft公司并非西門子在航空電氣化領域里的合作伙伴。西門子也與其他中型制造商合作開展試點項目，以提高人們對電氣驅動系統實用益處的認識。例如，2016年4月，一架名為“Magnus eFusion”的兩座訓練機成功完成首飛。這架飛機將被用于探索如何改裝電池系統以滿足航空電氣化的需求。此外，西門子和空客公司正在開展一個大規模合作項目：兩家公司想要在2020年之前，證實混合動力—電力驅動系統用于百人以下的區域航班的技術可行性，這一發展將要求功率級別達到10兆瓦級。

電力驅動系統如何影響環境

Anton說：“我們堅信，電力驅動系統將在航空領域起到不可替代的作用。”他的預測是有理由的：歐盟委員會希望在2050年之前將航空業的總二氧化碳排放量減少75%。隨著航空運輸量穩定增長，實現這一點的途徑是采用新技術。

這架飛機即將首飛之際，西門子eAircraft項目經理對其推進系統進行最后檢查。

管型格式框架讓工程人員可以輕松又靈活地安裝諸如電機、換流器和電池等單獨組件。

創紀錄的電機助力首飛。平穩降落之前，Extra 330LE在空中共飛行了十分鐘。

飛機首飛成功后，Extra Aircraft公司創始人Walter Extra（左）與西門子中央研究院eAircraft項目負責人Frank Anton愉快合影。

航空電氣化是解決二氧化碳排放問題的方法之一。Anton解釋道：“混合動力—電力驅動系統用電力推動螺旋槳或涵道風扇，并利用針對穩定飛行性能進行優化的燃氣輪機進行發電。”輔助電池功率可用于飛機爬升過程。

這個概念將能量轉換與推力的產生相分離，這為飛機研制開辟了新的可能性。這是因為，這種配置讓相關人員可以單獨優化中央能量轉換系統和分布式推進力生成系統。這樣的系統在減排等方面潛力巨大：西門子專家預計，它可將燃料消耗量和污染物排放量最多減少50%。

不僅如此，電動飛機比常規飛機噪音更小。這不僅將造福機場附近的居民，也能讓飛機運營商從中受惠，因為有了安靜的驅動系統后，公司就可以開通目前因為噪音原因而被禁飛的傍晚和夜間航班。這可以大幅提高飛機的運載能力利用率，從而提升業務模式的盈利能力。

西門子專家致力于不斷改善組件的功率密度、效率和可靠性。不過，他們的目的不僅是優化，他們還總是設想這個驅動系統即將飛上藍天的情景。德國航空業先驅Otto Lilienthal是這樣描述這種遠大志向的：“發明飛機意義很小，建造飛機比之稍好，而讓飛機飛上藍天則意義非凡。”