“将混合动力电动飞机性能进行测试”

虽然混合动力电动汽车越来越普遍，但应用于飞机上的类似技术面临着截然不同的挑战。 伊利诺伊大学的航空空航天工程师为了给飞机提供动力，正在致力于开发更具可持续性的化石燃料替代品。

喷气燃料和航空空汽油容易存放在飞机上。 与供给的能量相比，体积小、重量轻。 不幸的是，实际的燃烧过程效率非常低。 我们只利用了能源的一小部分，但是现在没有可以竞争的电力存储系统。 伊利诺伊大学工程学院航空航天工程系助理教授phillip ansell说。

安塞尔表示，增加更多电池进一步飞行是合乎逻辑的，但其目标是尽量减轻飞机的重量。 这是我们在设计用电池供电的电动飞机时遇到的一大障碍。 现在的技术有非常大的缺点。 但是，燃料燃烧的特点很强。

他与前航空航天系学生tyler dean和现任博士生gabrielle wroblewski一起利用一系列模拟模拟了混合动力电动飞机的性能。

我们正在研究如何从现有的双引擎飞机开始，利用现有的现有硬件制造混合动力电动传动系统。 ansell先生说。 我们想知道那个是怎么表现的。 我想知道如果我采用了特定动力传动系统的总成，飞机能飞多远，燃烧多少燃料，上升时有多快——整体飞行性能会发生变化。

建立了足以满足起飞、爬升、巡航、起降、着陆、faa规定的储备等常规任务中tecnam p2006t实际飞行性能的飞行性能模拟器。 在上升中和下降中将过渡段纳入模拟。 其中，油门的设定、襟翼的展开、螺旋桨的转速和所有其他飞行控制变量都被设定为模仿典型飞行员的输入，或者根据飞机的飞行手册。

配置模拟器收集基线性能数据后，并行混合动力驱动系统集成到仿真中。 研究人员将范围和油耗的灵敏度与电气化、电池比能密度和电机功率密度进行了比较。 用串联混合动力电动传动系统研究了同样的灵敏度。

ansell表示，从整体上看，尽管混合动力电动传动系统在很大程度上依赖于动力传动系统的电气化程度和所需任务范围的联轴器变化，但可以大幅提高特定飞机配置的燃油经济性。 这两个因素都会影响电池和燃料系统的重量分配，以及内燃机和电动机部件所承受的重量比例。 一般来说，为了获得最大的油耗，混合结构应该在传动系统中采用尽可能多的电气化，这在所给范围内是允许的。

对短距离任务来说，油耗的提高尤为明显，这是件好事。 因为范围限制是混合动力飞机可行性的重要瓶颈之一。 尽管如此，通过这项研究，飞机射程能力的变化也可以根据混合动力装配技术的进步进行预测。 例如，ansell说，今天的推进系统可以配置成推进力的25%来自马达。 但是，只能飞行约80海里。 快速推进打火机使用与2030年左右的电池技术相同的飞机可以飞行2到3倍的距离。 范围的增加是非线性的，、

但是，我们注意到的兴趣和意想不到的结果是在比较并行和串联混合架构时出现的。 因为并联结构是将发动机和电动机的轴功率机械地结合在一起的，所以这只需要一台电动机。 在系列结构中，需要配置将发动机电力转换为电能的发电机和比并联混合动力大的电动机来驱动推进器。 出乎意料的是，这方面有利于并联结构的改善范围和燃料的燃烧几乎全面失效，但如果长期成熟的电动机部件得到大幅改善，则可能会在推进器的配置和分配方面提供更大的灵活性，因此实际上串联混合结构的效率很高。

该小组决定使用飞机制造商发布的副本的一系列性能变量对tecnam p2006t进行建模。 他们选择那架特定的飞机是因为美国航空航天局一直在开发他们的x-57飞机。 这架飞机有高扬程的前端螺旋桨。 这项研究是为nasa进行的，通过采用这架飞机，我们的结果也经常适用于x-57概念车。 ansell先生说。 通过采用我们的数据，他们至少可以知道混合动力系统是如何在没有其他分布式推进修订的情况下发挥作用的。

ansell说，关于如何建设、设计和飞行，推进电气化仍然是个未知数。 我们的研究有助于为这些讨论提供新闻。 我们只关注电池存储系统，虽然可以实施的东西越来越多，但每个系统都有自己的优点和缺点。 在这项研究中，我们来看看需要用电动机进行那些类型的改良技术、电池技术等。

该研究由tyler dean、gabrielle wroblewski和phillip ansell进行了混合电动通用航空空推进系统的任务分解和组件级灵敏度研究。 在飞机杂志上。

该项目得到了Neila.ArmstrongNASA飞行研究中心的支持，该研究中心与Rollinghillsresearchcorporation合作进行了小型公司的技术转让。

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