西门子S7-300AOAI模块

西门子、空客和罗尔斯•罗伊斯三家公司今天宣布，他们将首开先河——利用大型飞机来测试混合动力电力推进系统。一架100座BAe146飞机被作为飞行 试验平台，计划于2020年实现首飞。在接受《未来之窗》采访时，西门子eAircraft业务部负责人Frank Anton博士和西门子eAircraft业务部E-Fan X项目经 理Wulf Roscher与我们探讨了这个革命性项目。eAircraft业务部负责开展西门子所有与电动飞机相关的业务。

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三大巨头正在合力打造的E-Fan X是一架混合动力电动飞行客机测试版，它计划于2020年飞上蓝天。为此，西门子正在研发一个输出功率为2兆瓦的电力 推进系统，此举有望打破轻型驱动系统的现有纪录。这个推进系统源自空客与西门子从2016年开始的合作，但E-Fan X本身将在该合作范围之外研发。

鉴于西门子现有的eAircraft业务，这个项目对于西门子而言意味着什么？

Frank Anton：继我们2016年与空客达成合作伙伴关系之后，这架大型飞行测试机将是eAircraft迈向混合动力电动飞机未来的一大步 。通过在飞行中测试这架测试机及其电力推进系统，我们将学会如何让这项颠覆性创新技术在航空领域大显身手。

归功于我们现有的面向无人机以及超轻型和轻型运动类飞机的驱动系统，我们已经涉足航空领域。不久前，我们还推出一个用于城市电动空中出租 CityAirbus的电机原型。

现在，我们正充分运用在研发这些输出功率级别的电机过程中积累的经验，研制*个适用于座位数在50到100之间的混合动力电动商用飞机的解决方案。 这一发展将促使航空客运降低噪声，同时更具可持续发展性。

你们的计划究竟是什么呢？

Wulf Roscher：eAircraft迄今为止开发的电力推进系统，譬如，我们“创纪录的驱动系统”，已经拥有高达250千瓦的输出功率。但现 在，我们正在开发适用于支线飞机的2兆瓦电力推进系统，其功率约为Extra 330LE驱动系统的8倍。支线飞机机翼上将安装4到8个这样的电机，为飞机的螺 旋桨或涡扇提供动力。这架飞行测试机的电力推进系统将从由机载涡轮机驱动的发电机获得动力。起飞和爬升的动力则来自拥有700千瓦输出功率的锂离子 电池。

Anton：我们的目标是及时将测试机的4个涡轮喷气发动机中的一个，更换为2兆瓦电力推进系统，以按计划在2020年实现首飞。这将 是这样的大功率电机首次用于推进飞机！我们可以设想，在随后的测试中，我们将再把一个涡轮发动机更换为电力推进系统。

这样强劲的驱动系统会不会很重、很占空间呢？尽管电动交通益处良多，但这样的驱动系统是否高效呢？

Roscher：得益于我们在高级轻量化工程和高科技材料等领域开展的大量研究工作，我们将大幅降低驱动系统的尺寸和重量。尽管我 们之前的创纪录电机已经能够持续实现高达5.2千瓦/公斤的功率密度，我们仍希望新的2兆瓦电机可以进一步大幅提升这一性能。

Anton：秘诀不在于材料或拓扑。我们所谈论的这种超轻型推进系统之所以能够研发并制造成功，完全是西门子PLM仿真软件 SimcenterTM的功劳，它将所有已知的物理和技术影响纳入考虑范围。利用这项技术，我们通过迭代创建出数字化双胞胎，从而以虚拟方式优化我们的原型 机。这不仅加快了研发过程，也让我们打造出更为强大的电机。