X-57标志NASA电推进研究即将进入飞行验证

日前NASA公开了编号为X-57的最新试验研究机。NASA分布式电推进(DEP)试验机被命名为X-57“麦克斯韦”,这是自2000年初X-43后十年内NASA推出的第一款NASA独有的X系列飞机。
日前NASA公开了编号为X-57的最新试验研究机。NASA分布式电推进(DEP)试验机被命名为X-57“麦克斯韦”,这是自2000年初X-43后十年内NASA推出的第一款NASA独有的X系列飞机。

据美航空周刊与空间技术报道,日前NASA公开了编号为X-57的最新试验研究机。NASA分布式电推进(DEP)试验机被命名为X-57“麦克斯韦”,这是自2000年初X-43后十年内NASA推出的第一款NASA独有的X系列飞机。NASA希望小型低成本X-57是后续一系列更大型X飞机的先行者。

X-57由一架Tecnam P2006T改装而成,用于验证DEP增加飞机效率的潜力。NASA局长查尔斯•波尔顿在AIAA航空2016会议上公布X-57时表示,该机将在2017年首飞。不过项目官员称,这一首飞目标比较激进,2018将是更实际的目标。

X-57是在NASA可扩展集合电推进技术使用研究(Sceptor)项目下开发的,X-57将以最小风险进行改装和分步推进试验。Mod 1阶段现已完成,主要进行P2006T的基础性试飞和一种DEP机翼的地面试验。

Mod 2阶段,P2006T的2台活塞发动机将由Joby Aviation开发的85千瓦巡航电动机替代,发动机安装位置不变,这种方式将降低Mod 3阶段的风险。Mod 3阶段将为飞机安装新的更小的DEP机翼,同时将巡航用电动机装在机翼翼尖。

Mod 3阶段的目标是验证通过使用低阻机翼、高效电动机,以及能减小翼尖涡的能量损失的翼尖螺旋桨,实现新构型比P2006T飞机巡航能量损耗减少5倍。

飞机机翼前缘将安装共计12个电驱动高升力螺旋桨,这些螺旋桨增加了机翼上的速度(因此造成动压增大),从而增加机翼产生的升力,进而实现机翼面积更小。其目标是P2006T在机翼面积仅有原先设计的40%时,保持58节(107千米/小时)失速速度不变。

Mod 3阶段,X-57的DEP机翼上将安装有容纳折叠的高升力螺旋桨的短舱(dummy nacelles),这样能增加巡航效率。尚未正式投资的Mod 4阶段,将安装高升力螺旋桨验证低速时升力的增加。

X-57将采用电池供电,这无疑将限制飞机飞行时间。不过NASA已启动了混合电推进系统地面试验项目,将使用固态氧化物燃料电池(SOFC)以便从碳氢化合物燃料获得电力。该项内容将在X-57后续阶段试飞中试验。

在X-57验证了分布式电推进的收益后,NASA希望试飞一种更大型的混合电推进“短距(thin-haul)”通勤机验证机。该机将是一种9座客机,提供小型机场间的定期及按需空中运输服务。

该短距通勤机重量低于12500磅,将飞行50-500海里(93-926千米)的短距航线,Cape Air与NASA合作开展此项研究。Cape Air航空公司运营着全球规模最大的9座客机机队,飞行不超过225海里(417千米)的航线,其中四分之三都是不超过100海里(185千米)距离的航线。

在NASA的经费支持基础上,Joby Aviation正在研究电推进技术在上述短距航线应用的可能。该公司正在开展一架采用2台活塞或涡桨发动机的当代9座客机,与采用电池和活塞或涡轮发动机综合的混合电推进飞机的对比研究。

Joby公司是NASA Sceptor项目的领导合作伙伴,已研制了2种混合电推进构型,其中一种类似于X-57的放大版,采用翼尖巡航电动机和前缘高升力螺旋桨。另一种是采用翼尖螺旋桨和尾部1个螺旋桨的设计。

Joby认为,与航空燃油比电推进能量储存表现差,不过低于100海里(185千米)的航线可以仅依赖电池飞行,使用活塞或涡轮发动机最大航程可增加到400海里(741千米)。

作者:民机聚焦

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