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yexuqing木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
太陽(yáng)系系主任
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“北航氫動(dòng)一號(hào)”全電航空發(fā)動(dòng)機(jī)在天津完成首飛
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2024年4月24日 由北航能源與動(dòng)力工程學(xué)院研制的 “北航氫動(dòng)一號(hào)”全電航空發(fā)動(dòng)機(jī) 在天津市靜海區(qū)完成首飛！ |
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yexuqing
木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
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該發(fā)動(dòng)機(jī)能源來源于氫燃料電池 全部采用電能帶動(dòng)螺旋槳產(chǎn)生推力 此次飛行的無(wú)人機(jī) 在采用“北航氫動(dòng)一號(hào)”后 其最大續(xù)航時(shí)間比同質(zhì)量鋰電池 提升一倍 隨著低空經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的提出，以電推進(jìn)為技術(shù)特點(diǎn)、面向1000米以下的無(wú)人機(jī)動(dòng)力備受關(guān)注。相比于傳統(tǒng)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，電推進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)具有能量轉(zhuǎn)換效率高、熱輻射低和零排放等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，是中小型無(wú)人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的理想選擇。 目前，中小型無(wú)人機(jī)很多選用鋰電池作為儲(chǔ)能裝置，其不足之處是鋰電池能量密度較低（約200-300Wh/kg）；相比于鋰電池，同質(zhì)量氫燃料電池（含氣源）具有更高的能量密度，是提升無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間的可行技術(shù)路徑，也是我國(guó)大力發(fā)展“氫能戰(zhàn)略”的關(guān)鍵技術(shù)路徑之一。 試飛無(wú)人機(jī)為翼展3.5m的復(fù)合翼無(wú)人機(jī)，垂起降落階段使用鋰電池為旋翼供能，平飛巡航階段采用全電發(fā)動(dòng)機(jī)提供推力。在試飛過程中， “北航氫動(dòng)一號(hào)”全電航空發(fā)動(dòng)機(jī)全程工作平穩(wěn)，無(wú)人機(jī)成功完成起飛、巡航、機(jī)動(dòng)、降落等設(shè)定科目，巡航階段燃料電池輸出功率穩(wěn)定維持在1600W以上，在提供平飛功率的同時(shí)為鋰電池充電，首次飛行試驗(yàn)圓滿成功，巡航飛行時(shí)長(zhǎng)18分鐘。 “北航氫動(dòng)一號(hào)”全電航空發(fā)動(dòng)機(jī)及試飛無(wú)人機(jī) 無(wú)人機(jī)起飛 根據(jù)無(wú)人機(jī)的飛行環(huán)境，“北航氫動(dòng)一號(hào)”全電航空發(fā)動(dòng)機(jī)將推進(jìn)器、電機(jī)、燃料電池等進(jìn)行高度融合設(shè)計(jì)，采用推進(jìn)/冷卻氣流一體化的設(shè)計(jì)思想，直接從推進(jìn)氣流中引流，用于燃料電池的反應(yīng)與冷卻，舍棄了傳統(tǒng)燃料電池進(jìn)氣和冷卻所需的軸流風(fēng)扇，進(jìn)而提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比。目前國(guó)內(nèi)外尚未看到采用此類融合設(shè)計(jì)的氫能航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)飛行的報(bào)道，“北航氫動(dòng)一號(hào)”的成功首飛驗(yàn)證了推進(jìn)器/電機(jī)/燃料電池融合設(shè)計(jì)構(gòu)型的技術(shù)可行性。 圍繞國(guó)家雙碳戰(zhàn)略和航空發(fā)動(dòng)機(jī)智能化、電動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)，北航能源與動(dòng)力工程學(xué)院自2019年便開始布局規(guī)劃新的學(xué)科和專業(yè)方向。2019年，學(xué)院在飛行器動(dòng)力工程專業(yè)分設(shè)“智能電推進(jìn)”方向；2022年，學(xué)院獲批“空天智能電推進(jìn)技術(shù)”教育部新增本科專業(yè)，同年11月，學(xué)院成立“氫能電推進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)”型號(hào)研制團(tuán)隊(duì)；2023年，學(xué)院將“航空電推進(jìn)與智能控制”列入未來重點(diǎn)發(fā)展的特色學(xué)科方向，同年，學(xué)院正式成立電推進(jìn)系。本次首飛成功的“北航氫動(dòng)一號(hào)”是“氫能電推進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)”型號(hào)研制團(tuán)隊(duì)第一階段研究成果，電推進(jìn)本科專業(yè)首屆畢業(yè)生（推免研究生）作為核心成員參與了研發(fā)工作。 北航能源與動(dòng)力工程學(xué)院氫能電推進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)團(tuán)隊(duì) “北航氫動(dòng)一號(hào)”試飛團(tuán)隊(duì) 北航能源與動(dòng)力工程學(xué)院未來將以“北航氫動(dòng)一號(hào)”為技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)，針對(duì)下一代氫能混合動(dòng)力航空發(fā)動(dòng)機(jī)開展原理構(gòu)型探索等基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，在課題組自由探索研究的基礎(chǔ)上，開展有組織的科研活動(dòng)，拓展氫能航空動(dòng)力在未來航空領(lǐng)域的應(yīng)用。 “北航氫動(dòng)一號(hào)”性能參數(shù) 額定功率1.50 kW 最大功率1.69 kW 整機(jī)質(zhì)量3.61 kg 螺旋槳24 inch 整機(jī)尺寸（不含螺旋槳）360mm*135mm*200mm 額定推力（地面條件）7.82 kgf 推重比（地面條件）2.17 |
2樓2024-04-28 21:57:18
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