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霍尼韦尔研制出 兆瓦级高效率机载发电机
来源:宏伟发电机租凭    发布日期:2017-04-05    浏览:

 

如果混合电推进能够成为航空推进的主要动力源,工业界就必须发明一种体积足够小功率足够强的高效率发电机。在这方面,霍尼韦尔企业相信自己已经领先竞争对手数年而给出了答案。

美国极光飞行科学企业的XV-24A“雷击”计划2018年首飞,该机使用了3台美国霍尼韦尔企业研制的功率1兆瓦发电机。“雷击”是由DARPA资助研制的无人驾驶的高速、垂直起降X飞机,该机采用电力产生足够的推力像直升机那样悬停,而前向飞行时其速度又可与类似尺寸的固定翼飞机匹敌。

“雷击”上安装了1台罗罗企业的AE1107涡轴发动机,该发动机也安装在V-22“鱼鹰”上,是一种旧发动机,技术风险低。而霍尼韦尔的1兆瓦发电机则是最重要的创新之一,3台发电机将AE1107发动机产生的能量转化为电力。1兆瓦的电力大致相当于1400马力,这意味着“雷击”的推力大约为5200马力,这些推力被分散在嵌入在机翼和鸭翼中的24个风扇上。

与总发电容量1.4兆瓦的250吨波音787飞机相比,5吨级别的“雷击”产生3兆瓦,波音787用了6个发电机产生1.4兆瓦,而“雷击”只用了3台发电机。波音787的4台250千瓦主发电机各重95千克(功重比为2.63千瓦/千克),霍尼韦尔的1兆瓦发电机功率是其4倍,重量仅比其重40%。该发电机被封装在约60厘米×35厘米的体积中,重127千克(功重比高达7.87千瓦/千克)。

霍尼韦尔新发电机的效率与低功率航空级别发电机相比也是相当出色的。航空用的标准发电机效率为90%,只有10%的功率转化为废热,这些热量必须从机载电力系统中排出去。如果是100千瓦级别的发电机,排散其产生的热量不成问题,但是如果是1兆瓦,就不好解决了,这些热量足以烧毁发电机引起火灾。因此,霍尼韦尔极大地提升了其新型发电机的效率。在美国航空航天局(NASA)发布的未来20年混合电推进路线图中,2035年之后将出现10兆瓦级300座的飞机。NASA赞助了美国俄亥俄州立大学研制效率96%的1兆瓦发电机。霍尼韦尔声称其发电机效率达到了98%。这意味着只产生2%、约60千瓦的废热。

“雷击”电推进架构的另一个创新是不需要电机控制器。在大多数使用航空电机的场合中,都需要在电源和作动部件之间安装一个电机控制器,以减缓频率输出波动,提供全速控制。霍尼韦尔的系统使用了固定频率,不需要额外的电子部件进行调节。这样不仅减轻了重量、降低了成本,还降低了系统的复杂性。

“雷击”上有24个电动风扇,每个机翼上有9个,每个鸭翼上有3个,这些风扇直接与发电机相连。每个风扇都装有一组可变桨距叶片,这使得飞行员可以极其灵活地控制飞机。                          

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