導(dǎo)讀：據(jù)ainonline網(wǎng)站4月11日報道，經(jīng)過五年發(fā)展，海港航空（Harbour Air）的電動海貍飛機（eBeaver）即將完成第100次飛行，該飛機由MagniX推進系統(tǒng)提供動力，該系統(tǒng)包括電機、控制電子設(shè)備和冷卻系統(tǒng)。
在3月28日的麥肯錫區(qū)域航空出行峰會上，MagniX首席技術(shù)官里奧娜-阿姆斯密斯（Riona Armesmith）介紹了MagniX電動推進系統(tǒng)以及海港航空電動海貍飛機的最新進展。電動海貍飛機將原本配備浮筒的德-哈維蘭DHC-2型飛機上的普惠R-985活塞徑向發(fā)動機，替換為運行平穩(wěn)、噪音更小且易于維護的電動動力裝置。
阿姆斯密斯表示：“我們在海港航空位于加拿大不列顛哥倫比亞省里士滿的總部，駕駛電動海貍飛機已有五年時間。我們?nèi)栽诓粩鄰娘w機運行中學(xué)習(xí)，特別是在操作和維護方面。我們剛剛對發(fā)動機進行了第二次拆解、檢查，然后重新組裝并裝回飛機。我們大約每兩到兩年半進行一次這樣的操作，以了解發(fā)動機的狀況?！?/p>
據(jù)阿姆斯密斯稱，MagniX動力裝置的派遣可靠性達到了100%，“對于首款發(fā)動機來說，這相當(dāng)了不起，而且在我們所有的平臺上都是如此。它的表現(xiàn)非常出色。”其他平臺之一是由Unither Bioelectronics改裝的羅賓遜R44直升機，其配備了由氫燃料電池供電的MagniX電動馬達。這款氫動力直升機于3月27日完成了首次飛行。
更優(yōu)電池提升續(xù)航能力
在麥肯錫峰會召開時，電動海貍飛機自改裝為電力驅(qū)動以來已飛行了97次，但每次飛行持續(xù)時間不長，因此累計飛行小時數(shù)并不高。最初使用的是早期一代電池，每次飛行后需要時間冷卻，然后才能整夜充電。MagniX新開發(fā)的電池在充電時即可冷卻，這將加快飛機的周轉(zhuǎn)速度。她解釋說：“使用舊電池系統(tǒng)時，他們能夠執(zhí)行飛行的頻率相當(dāng)有限?，F(xiàn)在我們希望通過這種更快的充電方式，在充電時進行冷卻，提高飛行頻率?！?/p>
她還解釋道，海港航空接下來計劃進行一次加拿大與美國之間的跨國飛行演示，這有望推動加拿大運輸部在電動飛機監(jiān)管方面的進展。此外，海港航空還將為電動海貍飛機安裝起落架，“因為很多人對安裝起落架而非浮筒的飛機很感興趣。他們將進行性能飛行測試，看看安裝起落架后飛機能有多大的性能提升?！?/p>
與此同時，MagniX推出了一款用于直升機的全新Heli Storm推進套件。其計劃是將MagniX系統(tǒng)與直升機現(xiàn)有的變速箱相匹配，以簡化改裝過程，并且該電機以更高的轉(zhuǎn)速運行，以匹配變速箱的輸入速度。
阿姆斯密斯解釋說：“（電機的）所有部件都是直接驅(qū)動的。這比我們以前更多地受到客戶需求的驅(qū)動。我們剛開始的時候，沒人做這個。所以，我們……確定了我們想要涉足的部分行業(yè)領(lǐng)域，并為其開發(fā)了一款發(fā)動機。我們看到了很多機會。”
MagniX的電機為首款電動R44直升機以及最近的氫燃料電池驅(qū)動的R44直升機提供動力。她說：“就目前電池的發(fā)展水平而言，我們可以做很多事情；它為電動直升機的發(fā)展開辟了空間，而無需對整個飛行器進行重新設(shè)計?！?/p>
電池自研與認(rèn)證進展
18個月前，MagniX開始研發(fā)自己的電池，以便更好地與推進系統(tǒng)集成。她說：“我們覺得在這方面需要掌握自己的命運?！彪姵亻_發(fā)仍然是電動推進系統(tǒng)認(rèn)證的關(guān)鍵因素，但她認(rèn)為海港航空的電動海貍飛機在認(rèn)證方面可能會相對順利，因為它被歸類為23部第2級飛機，可搭載2至6名乘客，相比搭載更多乘客或25部飛機適用的規(guī)則要簡單一些。
然而，在其電動動力裝置獲得批準(zhǔn)之前，電動海貍飛機無法獲得認(rèn)證。阿姆斯密斯說：“我們針對電動發(fā)動機有符合33部的特殊條件，并且我們?nèi)〉昧肆己玫倪M展。這是過去一年的重點工作?！逼渲幸恍┕ぷ靼ㄔ诿绹鴩液娇蘸教炀郑∟ASA）位于俄亥俄州桑達斯基的阿姆斯特朗飛行研究中心的電動飛機試驗臺進行高空測試，這是NASA電動動力系統(tǒng)飛行演示項目的一部分。
她說：“世界上其他地方?jīng)]有這樣的設(shè)施。在過去一年里，我們在該設(shè)施中對發(fā)動機進行了高達31500英尺的測試，證明它無局部放電，這可不是一件容易的事?！边@意味著要防止在高空出現(xiàn)任何漏電現(xiàn)象，因為在高空空氣更稀薄，絕緣性更差?！斑@是一種電氣現(xiàn)象，所以隨著高度增加，絕緣性能會降低。問題在于絕緣系統(tǒng)是否會出現(xiàn)某種程度的降低或損壞，比如局部電弧，從而導(dǎo)致漏電，在高空尤其難以避免這種情況。你必須擁有近乎完美的絕緣系統(tǒng)才能進行測試。這就是我們與一些優(yōu)秀的合作伙伴以及NASA共同努力證明的事情?！?/p>
電動發(fā)動機面臨的新型認(rèn)證挑戰(zhàn)
阿姆斯密斯補充說：“過去一年，我們一直在研究電動發(fā)動機認(rèn)證中一些較為新穎的方面。其中之一是局部放電，另一個是每一種電氣故障，要證明我們能夠檢測到故障、應(yīng)對故障，而不是每次出現(xiàn)故障就關(guān)閉發(fā)動機，以便我們能夠在故障發(fā)生時繼續(xù)運行、應(yīng)對故障并采取措施，且不會引發(fā)火災(zāi)。我們?yōu)樵谶@一領(lǐng)域以及控制和保護方面所做的工作感到自豪。我們正在努力解決這些更具挑戰(zhàn)性的問題，以證明這款發(fā)動機即使不比現(xiàn)有發(fā)動機更安全、更可靠，也至少與它們相當(dāng)?！?/p>
她指出，為電動海貍飛機提供動力的650千瓦Magni650電動推進裝置有四個逆變器，“所以我們有四處可能出現(xiàn)故障。即使一個逆變器失靈，發(fā)動機仍能提供85%的動力。而且我們也有更強的應(yīng)對故障的能力。對于電氣故障，你能夠檢測到它們。零部件更少。與燃氣輪機不同，這里沒有磨損機制。真正的挑戰(zhàn)在于，相對于簡單的機械系統(tǒng)，要管理電子設(shè)備中數(shù)量多得多的零部件。這就是在可靠性方面必須開展的工作，特別是要證明能夠達到與現(xiàn)有發(fā)動機相同的故障率概率。
“在電氣方面，你不僅要應(yīng)對所有可能出現(xiàn)的電氣問題，還要保持設(shè)備冷卻。我們在推進裝置中內(nèi)置了冷卻系統(tǒng)，但這一切都必須符合相同的可靠性標(biāo)準(zhǔn)。
“目前行業(yè)內(nèi)基本上有兩個陣營：風(fēng)冷電機和液冷電機。我們使用的是液冷電機，因此我們有一個類似于小型燃氣輪機或活塞發(fā)動機的系統(tǒng)，帶有機械驅(qū)動的油泵和潤滑軸承并冷卻電機的油系統(tǒng)?！?/p>
同樣的油還用于驅(qū)動螺旋槳調(diào)速器并潤滑變速箱，這簡化了維護工作，因為只需檢查和更換一種液體。她說：“我們盡量不添加在飛機運營機場無法獲取的新型液體。這就是我們與海港航空合作的意義所在，我們從他們那里學(xué)到了很多。他們是一家真正的航空公司。我們能夠從他們那里學(xué)到很多關(guān)于實際運營和維護的知識。我們盡量輕松融入現(xiàn)有的航空航天系統(tǒng)；我們不想標(biāo)新立異。因為那樣只會增加不必要的麻煩。”
耐力測試與電池研發(fā)計劃
MagniX預(yù)計今年將實現(xiàn)的另一個里程碑是耐力測試。阿姆斯密斯說：“我們即將在螺旋槳測試設(shè)施上對（發(fā)動機）進行測試，讓它經(jīng)受各種考驗。我們正在制造符合要求的候選硬件，以進行耐力測試?！庇媱澥窍冗M行內(nèi)部測試，然后再進行美國聯(lián)邦航空局（FAA）的正式測試?！斑@是與FAA共同探索的過程……我們要說明‘這是我們提議的電動發(fā)動機耐力測試方法，它與活塞發(fā)動機或燃氣輪機測試有何不同，并展示我們?nèi)绾我詫嶋H使用中可能面臨的壓力來測試發(fā)動機?！?/p>
她補充說：“這將是未來一年的工作。我們正在完善軟件并開發(fā)電池，以便能夠向客戶交付硬件。沒有什么比從飛機實際使用中獲得反饋更有價值了。集成過程容易嗎？困難嗎？它與其他部件如何相互作用？如何進行通信？然后我們將利用所學(xué)的一切開發(fā)新的Heli Storm發(fā)動機，并將所有這些經(jīng)驗融入到新產(chǎn)品中?！?/p>
對于新電池，MagniX一直在研究現(xiàn)有的能量存儲技術(shù)，包括與NASA合作進行電池單元測試。她說：“選擇合適的電池單元一直是我們工作的重點，并圍繞其開發(fā)電池模塊。我們正在努力將模塊組裝起來并進行測試。我們還一直在開發(fā)電池管理系統(tǒng)以及所有這些部件。現(xiàn)在是將它們整合在一起作為一個整體進行測試。我們目標(biāo)很高。其能量密度已經(jīng)達到每千克300瓦時，這將是整個行業(yè)中最高的。我們有一些很高的目標(biāo)要追求，并在電池單元成本和電池解決方案的循環(huán)壽命之間找到合適的平衡。”
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