美国先进推进系统开发商赖特电气公司对其WM2500电力推进装置(EPU)进行了初步适配检查,该装置可能安装在洛克希德·马丁公司的C-130战术运输机上。
Wright一直在研究使用Hercules作为epu测试平台的可能性,并进一步研究平台的混合化。
Wright的首席技术官Colin Tschida(左三)在美国空军基地领导了这项工作
该公司对这种无处不在的运输机的兴趣是受到了美国宇航局去年发布的初步研究的启发,该研究表明,通过对飞机进行水化,用安装在翼舱内的电池驱动的4兆瓦级电动机取代劳斯莱斯AE 2100涡轮螺旋桨发动机,可以显著节省燃料和排放。
该检查于1月22日在美国东海岸的一个未公开的美国空军基地进行,允许莱特公司准确地将其EPU(连接到一个库存C-130变速箱)与AE 2100的机舱尺寸进行比较。
该公司表示,尽管一对开发中的wm2500需要堆叠在一起才能产生足够的功率输出,但“配合检查表明,莱特的EPU在机舱内有足够的空间”。
除了AE 2100本身,向电力的转换还需要拆除辅助设备、燃料和液压管线。
“这次访问进一步证明了Wright EPU与ARPA-E共同开发的可行性,作为C-130混合动力的可行候选。我们正从CAD软件转向真正的硬件,”首席技术官科林?奇达表示。
ARPA-E是美国能源部的一部分,旨在促进早期技术的快速发展,并为赖特的epu和电池工作提供了资金支持。
赖特今年的下一个重点是将机翼吊舱从燃料转换为电池存储,进行建模练习,以“证明我们可以以符合其规格的方式为吊舱填充电池”。
此举正值美国宇航局公布了一项新的研究,研究LM-100J混合动力版本的潜力,LM-100J是C-130J的停产商业货运版本。
在1月初的Sci - Tech会议上发表的两篇独立论文中,这些研究分析了平台上集成混合动力系统的可行性和效益,以及带有这种推进系统的飞机的潜在市场影响。
NASA提出的所谓混合动力涡轮螺旋桨商业货机(hectof)的配置反映了其早期的研究,也是赖特所追求的。
为了研究混合动力推进系统的潜在效率效益,研究人员使用了三种不同技术成熟度下的组件性能。
尽管研究发现,如果使用TRL5及以上的系统配置(最接近商业就绪),有效载荷将减少约40%,但如果早期技术所承诺的好处能够实现,这将与常规发动机的基线飞机持平。
此外,混合动力推进系统还具有重要的优势,该公司补充道:“所有的hetof配置都能提高效率,从而实现块燃料、块能源和块排放的减少。”
该公司表示,这些好处“随着电气化飞机推进系统性能的提高而扩大”。在750海里(1390公里)的目标范围内,它们提供:每海里二氧化碳排放量减少4-10公斤,块燃料节省27-67%,块能源节省15-35%。
美国宇航局的研究人员分析了LM-100J货机的混合动力版本的潜力
考虑到这些因素,并且该飞机保留了“跨TRL级别假设的基线飞机的部分或全部货运能力”,它将允许混合动力平台“随着技术的成熟而获得越来越多的好处”。
该研究基于“通用涡轮螺旋桨货机”的计算,该货机的最大起飞重量为70吨,能够携带19吨的有效载荷——大致是洛克希德公司为C-130J/LM-100J列出的数字——研究称,在TRL5+上使用电力推进系统将导致有效载荷降至11吨。
然而,随着系统重量和功率在早期TRL水平上的提高,可用有效载荷也在增加,在TRL3-4和TRL1-2时分别增加到16吨和19吨。
专为区域货运运营而设计,HETCOF应该能够在全电动模式下服务长达750海里的航线,在混合动力模式下服务长达2400海里的航线。但是,该研究说,实现这些目标“将需要在能源储存、电力系统和热力系统方面进行实质性的技术改进”。
例如,目前TRL5+的电动机可以拥有15kW/kg的功率重量比,在TRL3-4和TRL1-2时上升到25kW/kg和50kW/kg。同样,在相同的TRL阶段,电池性能从250Wh/kg增加到750Wh/kg,然后增加到1500wh /kg,电池组的总重量分别为22t、9t和10t。
然而,报告警告称,这种飞机的“成本要求”,尤其是新造的样机,“对最初的市场渗透是一个挑战”。
尽管如此,该报告指出,“在某些条件下”——高利用率或航空燃油价格上涨——拥有和运营的总成本“可能低于”目前用于区域货运航线的“改装窄体飞机”。
通常用于货机改装的旧机身的维护成本也将更高——可能是新造飞机的两倍。
然而,报告补充称,“使用一架改装过的飞机进行hetof……可能是降低初始资本成本的另一种方式”。
报告称,市场分析还“表明,73%的现有中型货运网络在750海里范围内覆盖了广泛的市场。”
该研究称,在750海里飞行任务中,对三种燃油消耗减少方案(减少30%、40%和50%)的分析表明,与改装的窄体飞机相比,成本效益最高,这表明即使其他成本增加,飞机仍将保持竞争力。
报告指出:“在最高的燃油削减情况下(-50%),维护成本可能会增加73%(保持采购价格不变),或者采购价格可能会增加37%(保持维护成本不变),而hetof仍将实现收支平衡。”
研究人员来自沃尔普国家交通系统中心——美国交通部的一部分,美国宇航局的格伦和埃姆斯研究设施,以及ARPA-E项目。