AI导读:

中国航发控制系统研究所自主研发的J250ST001新型百千瓦级一体化推进电机,专为eVTOL设计,已完成原型机系留试飞。电机具备多项技术优势,预计2030年eVTOL国内市场将达500亿元。中国航发正加速推进电机适航符合性验证,助力低空经济发展。

  位于无的中国航发控制系统研究所实验室内,一个黑色长匣子状的电机正在高速运转。随着转速不断提升,传感器显示电机内部温度也在逐渐升高,但电机仍在试验台上稳定运行。

  近日,科技日报记者探访中国航发控制系统研究所,了解到该所自主研发的J250ST001新型百千瓦级一体化推进电机,专为2吨至3吨级纯电eVTOL(电动垂直起降航空器)主流机型设计。中国航发控制系统研究所电动力事业部总经理柏文峰透露:“该型产品去年已成功配装国内一款3吨级倾转旋翼eVTOL,并圆满完成原型机系留试飞。”

  eVTOL,即“飞行汽车”,是低空经济发展的重要推手。与新能源汽车类似,eVTOL的规模化应用同样离不开“三电”——电机、电池和电控。电机作为电动发动机,为航空器提供推力,其功率密度直接影响航空器的有效载荷能力,约占航空器成本的20%。

  相较于新能源汽车,航空器对电机的安全性、可靠性要求更为严格。柏文峰指出,航空器电机功率密度为新能源汽车电机的两倍,需在减轻自重的同时扩大输出功率,以提升飞行里程。此外,电机还需具备耐振动、耐冲击、耐高低温等多种极端环境适应性,提高集成化和电磁兼容水平等。柏文峰强调:“这些挑战提升了eVTOL电机市场的技术门槛。”

  中国航发控制系统研究所电动力事业部运营总监陈斐预测:“2030年,eVTOL国内市场规模将达500亿元,对电机电控的需求巨大。”全球领先的无人机制造企业已开始针对性研发电机,国内电机电控厂商也在加速布局。

  自上世纪70年代成立以来,中国航发控制系统研究所专注于航空发动机领域的电机电控研究。近年来,该所成立电动力事业部,加速技术转化,自主研发的多款eVTOL电机产品取得关键技术突破,并具备量产规模。

  正在实验室测试的J250ST001新型百千瓦级一体化推进电机,总重量不足30千克,峰值功率达125千瓦,峰值运行时间长达两分钟,技术指标国内领先,部分指标超越国际同类产品。中国航发控制系统研究所电动力事业部技术总监黄礼浩介绍,该型产品的亮点在于将电机、电控、冷却系统集成一体,使得产品在同等功率等级下体积更小、重量更轻、能耗更低。

  在电机研发过程中,中国航发控制系统研究所采用数字仿真、智能制造生产线等智能化手段。黄礼浩表示:“例如,电机设计采用仿真工具辅助研发,静力与疲劳仿真多达46个工况。”

  目前,该型产品已获20余项电机电控相关专利,并在2024年珠海航展亮相后,在多款eVTOL上装机试运行。

  低空经济产业的发展需加快场景应用,这是一场持久战。陈斐提到,在航空器电机领域,目前仅一家国外电机企业产品获得欧洲航空安全局型号合格证,国内尚无电机产品取得适航认证。陈斐表示:“未来,我们将致力于中大功率电机产品研发,加速推进电机适航符合性验证,让低空经济更快走进千家万户。”

(文章来源:科技日报)