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西門子為CityAirbus提供動力系統(tǒng)

自2016年起，西門子與空客公司一直在合作研發(fā)面向航空領(lǐng)域的混合動力電力推進系統(tǒng)。CityAirbus是*采用這些技術(shù)的開創(chuàng)性飛機之一；它是一架針對城市空中交通的特殊需求而設(shè)計的驗證機，具有顛覆性意義。CityAirbus計劃將于今年晚些時候?qū)崿F(xiàn)首飛，它已實現(xiàn)一個重要的里程碑：地面測試已經(jīng)開始。

在位于德國奧托布倫的測試中心，空客公司項目經(jīng)理Martin Nüsseler先生、空客公司直升飛機業(yè)務(wù)部CityAirbus項目負責人Marius Bebesel和西門子電動飛機業(yè)務(wù)部負責人Frank Anton博士接受了我們的專訪，與我們分享這個振奮人心的項目。

Nüsseler先生，Anton博士，我們面前的這個東西究竟是什么？

Nüsseler：我們面前的這個東西是“鐵鳥”CityAirbus。CityAirbus是一架針對城市交通而設(shè)計的電動多旋翼飛行器。這只“鐵鳥”的使命是對整個推進系統(tǒng)進行端到端測試。它包含電池、配電系統(tǒng)和電力推進裝置，可通過自主飛行控制系統(tǒng)，在閉環(huán)控制回路中進行操作。在這個全系統(tǒng)測試臺上，我們正在操作并驗證整個系統(tǒng)的動態(tài)性能，包括電氣、散熱和機械等方面。這套裝置配備西門子電力傳動單元，它連接至模擬實際螺旋槳負荷的負載電機上。這是CityAirbus邁向首飛途中的重要里程碑，首飛計劃將于今年晚些時候進行。

在將動力系統(tǒng)安裝到CityAirbus中之前，

它必須在地面實現(xiàn)可靠運行并通過嚴格測試。

在全系統(tǒng)測試臺上，西門子和空客公司正在操作并驗證整個系統(tǒng)的動態(tài)性能，包括電氣、散熱和機械等方面。

：Martin Nüsseler、Frank Anton和Marius Bebesel（從左至右）在CityAirbus測試中心。

除用于驅(qū)動包端螺旋槳的電機之外，西門子還開發(fā)了變頻器和電力管理系統(tǒng)。

Anton：這里你看到的8臺電機，構(gòu)成了動力系統(tǒng)，每臺電機的最大功率為200kW，它們是專門針對這個特定應(yīng)用而設(shè)計的。它們的扭矩密度高達30Nm/kg，這實際上刷新了紀錄。換句話說，這些重量不足50公斤的電機，可以產(chǎn)生1500Nm的額定扭矩。除電機之外，西門子還提供了變頻器和電力管理系統(tǒng)。順便說一下，我們在很短時間內(nèi)完成了動力系統(tǒng)的交付。從最初的構(gòu)思，到最終的原型，我們僅用9個多月時間就完成了。這無疑歸功于我們兢兢業(yè)業(yè)的團隊，以及強大的數(shù)字化工具，特別是來自PLM的SimcenterTM，這是電動飛機業(yè)務(wù)部在研發(fā)工作中通常使用的工具。

您可否詳細談?wù)凜ityAirbus及其應(yīng)用領(lǐng)域？另外，對于電動飛機的未來，這個項目有何重大意義？

Nüsseler：由電池供能的CityAirbus是一種城市空中交通工具。在擁堵的特大城市，它能以高達120公里的時速，安全、快速地運送最多4名乘客，而不產(chǎn)生任何局部排放，并且運營成本較低。典型的飛行目的地包括機場、火車站或摩天大廈的樓頂。初期，CityAirbus將由飛行員駕駛，不過，自主飛行的無人飛機亦在計劃之中。

Anton：由4個涵道螺旋槳傳動裝置構(gòu)成的創(chuàng)新配置，極大地提高了系統(tǒng)安全性，并確保降低噪聲。不論何種情況下，將交通拓展至“第三維度”（即：空中）的好處是，電機比常規(guī)發(fā)動機更安靜，且低排放。這種應(yīng)用充分利用了電動交通的各種優(yōu)勢，然而，這只是其中一小部分。CityAirbus必須垂直起飛和降落，并且能夠在各個方向上機動飛行。此外，它沒有滑翔機翼。這意味著，它的起飛動力必須*來自動力系統(tǒng)。它的動力系統(tǒng)采用大扭矩電機，這是實現(xiàn)這種應(yīng)用的理想解決方案。

它什么時候可以載人飛行？首飛計劃的下一步是什么？

Bebesel：我們計劃在今年年中把推進系統(tǒng)實體集成到驗證機中。CityAirbus的初始結(jié)構(gòu)已經(jīng)生產(chǎn)完畢，現(xiàn)在正在裝配。要實現(xiàn)飛機量產(chǎn)，還必須進一步優(yōu)化配置，以滿足城市空中交通要求，并提高商業(yè)盈利能力。在2025年之前，技術(shù)上將可實現(xiàn)產(chǎn)品商業(yè)化，但這取決于，這種城市空中交通在公眾接受度、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和法規(guī)制定等方面的進展。

Anton：我們在這個項目中的工作，展示了利用電動飛機來補充城市交通的技術(shù)可行性。我們希望，對驗證機的飛行測試可以支持我們獲得機型認證，同時也激發(fā)公眾對這一概念的熱情。