4月初，霍尼韋爾公司（Honeywell）宣布，飛鯨公司（FLYING WHALES QUEBEC）已選擇其1兆瓦發(fā)電機作為其新型混合動力飛艇LCA60T的動力系統(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)電機的首單合同。

飛鯨公司是一家獲得法國和魁北克政府風險投資的初創(chuàng)公司，正在開發(fā)長200米、采用垂直起降（VTOL）技術(shù)的飛艇，用于重負載運輸市場。   

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

電動力航空系統(tǒng)的應(yīng)用突破    

對于這一合同，霍尼韋爾公司發(fā)動機和動力系統(tǒng)總裁戴夫·馬里尼克表示：

“霍尼韋爾的1兆瓦發(fā)電機非常適合像LCA60T這樣的運輸飛行器......該系統(tǒng)采用先進而緊湊的技術(shù)，實現(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200米，直徑50米，擁有10個氣囊，貨艙尺寸96x8x7米，有效載荷60噸。

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

目前飛鯨公司計劃在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。公開資料顯示其最大持續(xù)功率1兆瓦，效率達到97%，重量僅有280磅（127千克）。該發(fā)電機實際上是發(fā)電/電動可逆的雙用途電機，不需要任何改變即可作為推進電機使用。

LCA60T采用油電混合動力設(shè)計，由小型燃氣輪機帶動發(fā)電機發(fā)電，然后驅(qū)動艇身外部的大量分布式推進電機，實現(xiàn)飛行姿態(tài)軌跡的穩(wěn)定控制和推進。

在其動力設(shè)計中，霍尼韋爾的兆瓦級航空電源系統(tǒng)是最為關(guān)鍵的核心設(shè)備。該發(fā)電機在2022年初完成第一輪測試，在測試演示中，該發(fā)電機以1兆瓦功率持續(xù)運行，功率密度達到8千瓦/千克，效率達到97%。   

針對兆瓦發(fā)電機的配套動力來源，霍尼韋爾公司計劃使用HGT1700 輔助動力系統(tǒng)（APU）——它本質(zhì)上是一臺非常緊湊的小型燃氣輪機，兩者通過專門設(shè)計的變速箱連接，同時變速箱負責燃氣輪機的燃料控制和潤滑系統(tǒng)等機械附件的驅(qū)動。

HGT1700 APU衍生自霍尼韋爾的331系列APU，為空客A350 XWB客機設(shè)計，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)電機為核心的兆瓦級航空電源系統(tǒng)，并不僅僅可以應(yīng)用在飛艇上——實際上其在設(shè)計之初的核心應(yīng)用場景，還包括了各類使用電機推進的電動飛行器，尤其是針對未來城市空中交通的多旋翼eVTOL（電動垂直起降）類飛行器。

影響輻射未來動力領(lǐng)域    

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

特別是電機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分散布置推進裝置，突破現(xiàn)有的飛行器設(shè)計局限，獲得極為可觀的總體效率提升潛力。

但在最基本的化學層面上，電池儲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。這使得純電動飛機的機身內(nèi)部空間和載荷能力，都浪費在了裝載電池上。

一旦航空器噸位尺寸上升到載人級別，純電動飛行器的續(xù)航時間、載荷航程，都遠不如同級別的渦輪熱機飛行器。因此，在現(xiàn)有的技術(shù)能力下，絕大多數(shù)電動航空器的型號甚至不足以形成最基本的實用價值，甚至無法實現(xiàn)城際飛行。

eVTOL飛行器僅靠電動力飛不了多遠。

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

霍尼韋爾兆瓦發(fā)電機的實用化，為電動力的輕型載人飛行器提供了關(guān)鍵基礎(chǔ)。更進一步來說，電機作為非常基礎(chǔ)的設(shè)備，它的影響范圍實際相當大：能夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)有傳統(tǒng)動力構(gòu)型飛機、甚至是飛行器以外的領(lǐng)域的輻射。

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

此外，如果大功率發(fā)電機被用于戰(zhàn)斗機，也能為電氣系統(tǒng)取代液壓系統(tǒng)、從而大大提升飛機可靠性、降低設(shè)計制造成本提供技術(shù)基礎(chǔ)，更能為激光等機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，混動化也是無法繞開的技術(shù)關(guān)鍵和未來核心趨勢。這些車輛為了減小在戰(zhàn)爭中被命中概率，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特征、并能長時間維持觀瞄火控通信設(shè)備的運行。此外，這些特種車輛對成本相對較為寬容，實際上非常適合裝備基于航空電源技術(shù)的混動系統(tǒng)。

電機綜合性能水平很重要    

無論是傳統(tǒng)構(gòu)型飛機對二次動力源全面電力化的優(yōu)化改進渴求，還是新構(gòu)型飛機的實用和發(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心臟的渦輪燃機發(fā)動機。

航空電源系統(tǒng)作為飛機上最重要的二次動力源，在整個飛機先進技術(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)域擴散。

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