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电力飞行:让梦想飞入现实

Frank Anton博士认为人类航空史上有三大重要时刻:一是20世纪初期飞机的诞生。1903年首架飞机在飞行12秒后成功着陆,标志着人类航空业迈出了突破性的一步,进入了一个全新的纪元。

20世纪中叶,当游客们坐着喷气式飞机,在大西洋上空悠哉地品味鸡尾酒时,他们并未意识到自己正在见证第二次航空业革命的来临。上世纪50至60年代,涡轮式风扇发动机的问世宣告航空业进入黄金时代。经历多次改良后喷气发动机至今仍活跃在第一线。2017年,是喷气式发动机问世的第60年。Frank Anton博士和他的精英团队正酝酿着第三次航空业革命——电力推进。这又将是一个载入史册的壮举,即便等待着他们的是前所未有的挑战。

电力推进技术是航空业未来的发展方向,我的使命就是让这项技术成为现实。

Frank Anton 博士, 电力飞行技术负责人

在德国埃朗根市西门子园区的办公室内,Anton博士很担心航空业的前景:“电力推进技术是航空业的发展方向,我的使命就是让这门技术成为现实,否则航空业将没有未来可言”。何出此言?如果不降低二氧化碳排放量,航空业是不会有长远发展的。就目前的技术水平来说,要达到这样的目标,除了电力推进以外,我们别无他选。

 

“从小到大我对能飞的东西都很喜爱,我不能眼睁睁地看着自己喜欢的东西走向衰落。”现在Anton团队已初步完成了油电混合推进系统的设计、研发与试飞工作。“这将成为行业的新希望,所以永远不要轻言放弃。”

 

动力问题

“最初,当我和空客的同事们开始研究电动飞行的时候,大家都觉得我们在浪费时间,可在我看来,错的是他们。当我的团队——一支由航空专家和电气工程师组成的年轻团队有所成果时,这些老学究才逐渐相信电力推进是有可能的。”

 

Anton团队要解决的第一个问题就是发动机的比功率。通常来说,一款普通电动机的比功率为1kw/kg。要想让飞机升空,Anton博士和他的团队必须将这一数字提高至目前的六倍。“这可能吗?”不少专家对此持怀疑态度。

 

终于,团队的科研成果很快就让质疑者哑口无言。他们成功推出了一款原型产品,并由此一举向世人证明了电力推进技术的商业可行性。这一刻,离圆梦仅一步之遥。

描绘未来飞机的模型

Electrical Engineering Aircraft


现在,让我们揭开Anton团队秘密武器的神秘面纱——产品生命周期管理(简称“PLM”)。借助这套由西门子公司开发的软件,团队可在发动机装配成型之前做全方位模拟测试。“多亏了这套软件,我们能用虚拟的方式对产品设计和各项参数反复做考察和试验。这让我们在研发过程中少走了很多弯路”
 

PLM为产品设计带来了质的飞跃。“我们去掉了设计过程中不必要的环节,将原材料的消耗控制在最低范围内,将好钢都用在了刀刃上。”
 

团队的成功还得益于工作方式的转变。Anton博士坚信:好的工作环境不仅可以让团队成员们勠力同心,还有助于深化客户对创新的认识。“如果一门新技术体现不了顾客价值,那么它就是一纸空文。客户中总有这么一两个行家里手,通过他们我们才能认识到技术的实际运用领域,发现其真正的价值。”
 

通过与EXTRA,钻石飞机以及空中客车的合作,Anton博士找到了“对的人”。在彼此的通力协作下,团队克服了设计与建造过程中的种种困难,最终完成了这款小巧轻盈、动力强劲的电力推进系统。现在,是时候让它展翅高飞了。

我们没有违反物理法则,只是突破了思维定式的桎梏。

Frank Anton 博士, 电力飞行技术负责人

飞行史上的里程碑



2015年,一架特技表演飞机于德国中北部起飞,以几乎零噪声完成了一系列飞行动作后安全着陆,成为人类航空史上第一架搭载电力推进系统并成功达到这一功率等级的飞机。这是空前的成功,但Anton团队的成果不仅于此。另一款适用于双座飞机,动力更足的电力推进系统也在准备阶段。Anton博士有幸成为了这架飞机的第一名乘客。“那是一种不可思议的感觉,就好像自己在开电动汽车,特别流畅安静,我发现不用戴耳机和对讲机也能和飞行员交流。这是一个颠覆性的转变。”

Anton博士坚信到2035年,即使是100座的客运飞机也能达到绿色、环保、安静的标准,这也将有助于节能减排,为航空业的发展保驾护航。这是电力飞行技术的曙光,人类航空史将会步入新篇章。但对Anton团队、西门子和并肩作战的合作伙伴们而言,一切才刚刚开始。