4月初，霍尼韋爾公司（Honeywell）宣布，飛鯨公司（FLYINGWHALESQUEBEC）已選擇其1兆瓦發(fā)電機(jī)作為其新型混合動(dòng)力飛艇LCA60T的動(dòng)力系統(tǒng)，并簽署了集成和供應(yīng)合同。這是霍尼韋爾公司旗下最新型兆瓦發(fā)電機(jī)的首單合同。

飛鯨公司是一家獲得法國(guó)和魁北克政府風(fēng)險(xiǎn)投資的初創(chuàng)公司，正在開發(fā)長(zhǎng)200米、采用垂直起降（VTOL）技術(shù)的飛艇，用于重負(fù)載運(yùn)輸市場(chǎng)。

LCA60T飛艇吊運(yùn)集裝箱的模擬圖，注意其巨大的內(nèi)部貨艙與艇身上大量的推進(jìn)電機(jī)。

(相關(guān)資料圖)

電動(dòng)力航空系統(tǒng)的應(yīng)用突破

對(duì)于這一合同，霍尼韋爾公司發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力系統(tǒng)總裁戴夫·馬里尼克表示：

“霍尼韋爾的1兆瓦發(fā)電機(jī)非常適合像LCA60T這樣的運(yùn)輸飛行器......該系統(tǒng)采用先進(jìn)而緊湊的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了至關(guān)重要的高功率，相信可以為航空業(yè)創(chuàng)造一個(gè)更可持續(xù)的未來。”

根據(jù)飛鯨公司的公開資料，LCA60T是一種采用剛性骨架結(jié)構(gòu)的氦氣飛艇，長(zhǎng)200米，直徑50米，擁有10個(gè)氣囊，貨艙尺寸96x8x7米，有效載荷60噸。

該飛艇最初的設(shè)計(jì)目的，是在偏遠(yuǎn)且缺乏重載道路的林業(yè)地區(qū)完成木材運(yùn)輸工作。由于載荷重量和工作場(chǎng)地限制，這種工作無法使用常規(guī)的運(yùn)輸機(jī)和直升機(jī)完成。

目前飛鯨公司計(jì)劃在2025年完成飛艇的首飛，并在未來十年內(nèi)制造150架飛艇。

霍尼韋爾公司的兆瓦發(fā)電機(jī)。公開資料顯示其最大持續(xù)功率1兆瓦，效率達(dá)到97%，重量?jī)H有280磅（127千克）。該發(fā)電機(jī)實(shí)際上是發(fā)電/電動(dòng)可逆的雙用途電機(jī)，不需要任何改變即可作為推進(jìn)電機(jī)使用。

LCA60T采用油電混合動(dòng)力設(shè)計(jì)，由小型燃?xì)廨啓C(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，然后驅(qū)動(dòng)艇身外部的大量分布式推進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)飛行姿態(tài)軌跡的穩(wěn)定控制和推進(jìn)。

在其動(dòng)力設(shè)計(jì)中，霍尼韋爾的兆瓦級(jí)航空電源系統(tǒng)是最為關(guān)鍵的核心設(shè)備。該發(fā)電機(jī)在2022年初完成第一輪測(cè)試，在測(cè)試演示中，該發(fā)電機(jī)以1兆瓦功率持續(xù)運(yùn)行，功率密度達(dá)到8千瓦/千克，效率達(dá)到97%。

針對(duì)兆瓦發(fā)電機(jī)的配套動(dòng)力來源，霍尼韋爾公司計(jì)劃使用HGT1700輔助動(dòng)力系統(tǒng)（APU）——它本質(zhì)上是一臺(tái)非常緊湊的小型燃?xì)廨啓C(jī)，兩者通過專門設(shè)計(jì)的變速箱連接，同時(shí)變速箱負(fù)責(zé)燃?xì)廨啓C(jī)的燃料控制和潤(rùn)滑系統(tǒng)等機(jī)械附件的驅(qū)動(dòng)。

HGT1700 APU衍生自霍尼韋爾的331系列APU，為空客A350 XWB客機(jī)設(shè)計(jì)，重量335千克，最大功率1.3兆瓦。

很顯然，霍尼韋爾這套以發(fā)電機(jī)為核心的兆瓦級(jí)航空電源系統(tǒng)，并不僅僅可以應(yīng)用在飛艇上——實(shí)際上其在設(shè)計(jì)之初的核心應(yīng)用場(chǎng)景，還包括了各類使用電機(jī)推進(jìn)的電動(dòng)飛行器，尤其是針對(duì)未來城市空中交通的多旋翼eVTOL（電動(dòng)垂直起降）類飛行器。

影響輻射未來動(dòng)力領(lǐng)域

相較于傳統(tǒng)動(dòng)力構(gòu)型飛行器所使用的各種渦輪類燃機(jī)——包括渦扇、渦槳、渦軸等，電機(jī)在可靠性、效率、布置靈活性上都具有壓倒性的優(yōu)勢(shì)。

特別是電機(jī)具有效率幾乎與尺寸無關(guān)的特性，可以使飛行器采用大量電機(jī)分散布置推進(jìn)裝置，突破現(xiàn)有的飛行器設(shè)計(jì)局限，獲得極為可觀的總體效率提升潛力。

但在最基本的化學(xué)層面上，電池儲(chǔ)能密度一直比燃油差得多，而且至少是數(shù)十倍以上的差距。這使得純電動(dòng)飛機(jī)的機(jī)身內(nèi)部空間和載荷能力，都浪費(fèi)在了裝載電池上。

一旦航空器噸位尺寸上升到載人級(jí)別，純電動(dòng)飛行器的續(xù)航時(shí)間、載荷航程，都遠(yuǎn)不如同級(jí)別的渦輪熱機(jī)飛行器。因此，在現(xiàn)有的技術(shù)能力下，絕大多數(shù)電動(dòng)航空器的型號(hào)甚至不足以形成最基本的實(shí)用價(jià)值，甚至無法實(shí)現(xiàn)城際飛行。

eVTOL飛行器僅靠電動(dòng)力飛不了多遠(yuǎn)。

只有油電混合模式才能較好地同時(shí)利用燃油的儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)和分布式電力推進(jìn)的總體設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)。而高功率密度的大功率雙用途電機(jī)，則是實(shí)現(xiàn)這種優(yōu)勢(shì)不可或缺的技術(shù)基礎(chǔ)——對(duì)于總起飛重量較小，但是電機(jī)總功率要求很大，動(dòng)力效率本身還特別低的多旋翼eVTOL類飛行器來說，這一點(diǎn)尤其重要。

霍尼韋爾兆瓦發(fā)電機(jī)的實(shí)用化，為電動(dòng)力的輕型載人飛行器提供了關(guān)鍵基礎(chǔ)。更進(jìn)一步來說，電機(jī)作為非常基礎(chǔ)的設(shè)備，它的影響范圍實(shí)際相當(dāng)大：能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)動(dòng)力構(gòu)型飛機(jī)、甚至是飛行器以外的領(lǐng)域的輻射。

比如，針對(duì)戰(zhàn)斗機(jī)這樣的超聲速高機(jī)動(dòng)飛機(jī)，緊湊化、輕量化的大功率雙用途發(fā)電機(jī)，不僅可以直接替代專用的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)機(jī)，減少其空間占用和重量，還能為戰(zhàn)機(jī)安裝更強(qiáng)大機(jī)載電子系統(tǒng)、提升作戰(zhàn)能力提供動(dòng)力基礎(chǔ)。

此外，如果大功率發(fā)電機(jī)被用于戰(zhàn)斗機(jī)，也能為電氣系統(tǒng)取代液壓系統(tǒng)、從而大大提升飛機(jī)可靠性、降低設(shè)計(jì)制造成本提供技術(shù)基礎(chǔ)，更能為激光等機(jī)載定向能量武器系統(tǒng)提供技術(shù)基礎(chǔ)。

在地面上，坦克等軍用裝甲車輛的未來發(fā)展趨勢(shì)，混動(dòng)化也是無法繞開的技術(shù)關(guān)鍵和未來核心趨勢(shì)。這些車輛為了減小在戰(zhàn)爭(zhēng)中被命中概率，一方面要竭力壓縮尺寸，另一方面又要盡力降低紅外輻射和噪聲等信號(hào)特征、并能長(zhǎng)時(shí)間維持觀瞄火控通信設(shè)備的運(yùn)行。此外，這些特種車輛對(duì)成本相對(duì)較為寬容，實(shí)際上非常適合裝備基于航空電源技術(shù)的混動(dòng)系統(tǒng)。

電機(jī)綜合性能水平很重要

無論是傳統(tǒng)構(gòu)型飛機(jī)對(duì)二次動(dòng)力源全面電力化的優(yōu)化改進(jìn)渴求，還是新構(gòu)型飛機(jī)的實(shí)用和發(fā)展，都離不開航空電源在功率密度、容量、可靠性方面的不斷提升，而電機(jī)綜合性能水平則是其中最核心的環(huán)節(jié)之一，其重要性并不亞于被視為飛機(jī)心臟的渦輪燃機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。

航空電源系統(tǒng)作為飛機(jī)上最重要的二次動(dòng)力源，在整個(gè)飛機(jī)先進(jìn)技術(shù)發(fā)展中，其地位和作用一直在變得越來越重要，并不斷通過航空工業(yè)這一技術(shù)上游，向其他下游的技術(shù)和裝備領(lǐng)域擴(kuò)散。

霍尼韋爾的兆瓦發(fā)電機(jī)，目前代表了西方國(guó)家在這一領(lǐng)域的最高實(shí)用化水平，具備非常重要的參考價(jià)值，值得特別關(guān)注。

關(guān)鍵詞：