英美團(tuán)隊(duì)為"下一代"超音速飛行打造3馬赫混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)

該發(fā)動(dòng)機(jī)可根據(jù)飛行速度在渦扇、渦噴或沖壓模式間切換。

英國(guó)電力傳動(dòng)系統(tǒng)公司赫利克斯近期與美國(guó)超音速航空航天初創(chuàng)企業(yè)天體機(jī)械合作，共同研發(fā)新型混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，旨在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)型遠(yuǎn)程超音速飛行。總部位于米爾頓凱恩斯的赫利克斯與加州天體機(jī)械公司聯(lián)合開發(fā)的"二元性"混合推進(jìn)系統(tǒng)，采用組合循環(huán)推進(jìn)設(shè)計(jì)，能夠以商業(yè)可行的成本實(shí)現(xiàn)3馬赫高效遠(yuǎn)程超音速飛行。

與傳統(tǒng)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)不同，"二元性"系統(tǒng)將渦輪發(fā)電核心機(jī)與多個(gè)高功率密度電機(jī)相結(jié)合，并將壓氣機(jī)與風(fēng)扇級(jí)從燃?xì)廨啓C(jī)中分離。赫利克斯航空航天總工程師德里克·喬丹努-貝利表示："我們的電機(jī)能為這款可能重塑航空業(yè)的推進(jìn)系統(tǒng)提供動(dòng)力，令我們無(wú)比自豪。"

下一代超音速發(fā)動(dòng)機(jī)

"二元性"系統(tǒng)旨在提升燃油效率，解決超音速飛行（速度超過海平面每小時(shí)760英里音速）最緊迫的經(jīng)濟(jì)性挑戰(zhàn)。第四代原型機(jī)采用四臺(tái)SPX242-94電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩級(jí)壓氣機(jī)，每臺(tái)電機(jī)僅重69磅（31.3公斤），卻能提供400千瓦峰值功率和470牛米扭矩。

這種卓越的推重比使推進(jìn)器能夠滿足超音速氣流的極端要求。電機(jī)可持續(xù)輸出300千瓦功率和286牛米扭矩，確保在廣泛工況下保持穩(wěn)定推力。喬丹努-貝利解釋道："數(shù)十年來，赫利克斯始終處于電力傳動(dòng)技術(shù)前沿，現(xiàn)已成為多個(gè)高性能領(lǐng)域電氣化進(jìn)程的關(guān)鍵賦能者。"

混合動(dòng)力架構(gòu)可在亞音速時(shí)切換為渦扇模式，低超音速時(shí)轉(zhuǎn)為渦噴模式，超音速時(shí)啟用沖壓模式。這種靈活性最大限度提升了不同飛行狀態(tài)下的效率，使其從起飛到3馬赫以上速度都能保持卓越性能。該公司同時(shí)為天體機(jī)械第五代推進(jìn)系統(tǒng)定制電機(jī)，將用于全尺寸發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪發(fā)電機(jī)。

超音速飛行商業(yè)化突破

新型電機(jī)在發(fā)電與推進(jìn)模式下均可提供900千瓦持續(xù)功率，峰值性能下能以每分鐘2萬(wàn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速輸出950千瓦功率，最高扭矩達(dá)575牛米。赫利克斯透露，為確保極端環(huán)境下的可靠性能，已專門開發(fā)適用于高空運(yùn)行的新型電機(jī)隔離系統(tǒng)。

喬丹努-貝利指出，赫利克斯的徑向磁通電機(jī)是天體機(jī)械推進(jìn)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)賦能者。憑借卓越的功率密度，這些電機(jī)使渦輪發(fā)電機(jī)和推進(jìn)器能夠以所需效率運(yùn)行，最終實(shí)現(xiàn)"二元性"發(fā)動(dòng)機(jī)帶來的航空業(yè)變革。他在新聞稿中總結(jié)道："天體機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)證明，我們無(wú)與倫比的功率密度將徹底改變整個(gè)行業(yè)的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效益。"

配合先進(jìn)機(jī)身設(shè)計(jì)，天體機(jī)械正在研發(fā)全球首款能夠跨太平洋飛行的超音速飛機(jī)，其目標(biāo)是為高速遠(yuǎn)程航空旅行開創(chuàng)商業(yè)可行的新時(shí)代。

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