西門子SM331數字量輸出模塊

自2016年起，西門子與空客公司一直在合作研發面向航空領域的混合動力電力推進系統。CityAirbus是率先采用這些技術的開創性飛機之一；它是一架針對城市空中交通的特殊需求而設計的驗證機，具有顛覆性意義。CityAirbus計劃將于今年晚些時候實現首飛，它已實現一個重要的里程碑：地面測試已經開始。

在位于德國奧托布倫的測試中心，空客公司項目經理Martin Nüsseler先生、空客公司直升飛機業務部CityAirbus項目負責人Marius Bebesel和西門子電動飛機業務部負責人Frank Anton博士接受了我們的專訪，與我們分享這個振奮人心的項目。

Nüsseler先生，Anton博士，我們面前的這個東西究竟是什么？

Nüsseler：我們面前的這個東西是“鐵鳥”CityAirbus。CityAirbus是一架針對城市交通而設計的電動多旋翼飛行器。這只“鐵鳥”的使命是對整個推進系統進行端到端測試。它包含電池、配電系統和電力推進裝置，可通過自主飛行控制系統，在閉環控制回路中進行操作。在這個全系統測試臺上，我們正在操作好整個系統的動態性能，包括電氣、散熱和機械等方面。這套裝置配備西門子電力傳動單元，它連接至模擬實際螺旋槳負荷的負載電機上。這是CityAirbus邁向首飛途中的重要里程碑，首飛計劃將于今年晚些時候進行。

在將動力系統安裝到CityAirbus中之前，

它必須在地面實現可靠運行并通過嚴格測試。

在全系統測試臺上，西門子和空客公司正在操作好整個系統的動態性能，包括電氣、散熱和機械等方面。

航空探索：Martin Nüsseler、Frank Anton和Marius Bebesel（從左至右）在CityAirbus測試中心。

除用于驅動包端螺旋槳的電機之外，西門子還開發了變頻器和電力管理系統。

Anton：這里你看到的8臺電機，構成了動力系統，每臺電機的好功率為200kW，它們是專門針對這個特定應用而設計的。它們的扭矩密度高達30Nm/kg，這實際上刷新了紀錄。換句話說，這些重量不足50公斤的電機，可以產生1500Nm的額定扭矩。除電機之外，西門子還提供了變頻器和電力管理系統。順便說一下，我們在很短時間內完成了動力系統的交付。從最初的構思，到最終的原型，我們僅用9個多月時間就完成了。這無疑歸功于我們兢兢業業的團隊，以及強大的數字化工具，特別是來自PLM的SimcenterTM，這是電動飛機業務部在研發工作中通常使用的工具。

您可否詳細談談CityAirbus及其應用領域？另外，對于電動飛機的未來，這個項目有何重大意義？

Nüsseler：由電池供能的CityAirbus是一種城市空中交通工具。在擁堵的特大城市，它能以高達120公里的時速，安全、快速地運送最多4名乘客，而不產生任何局部排放，并且運營成本較低。典型的飛行目的地包括機場、火車站或摩天大廈的樓頂。初期，CityAirbus將由飛行員駕駛，不過，自主飛行的無人飛機亦在計劃之中。

Anton：由4個涵道螺旋槳傳動裝置構成的創新配置，極大地提高了系統安全性，并確保降低噪聲。不論何種情況下，將交通拓展至“第三維度”（即：空中）的好處是，電機比常規發動機更安靜，且低排放。這種應用充分利用了電動交通的各種優勢，然而，這只是其中一小部分。CityAirbus必須垂直起飛和降落，并且能夠在各個方向上機動飛行。此外，它沒有滑翔機翼。這意味著，它的起飛動力必須完全來自動力系統。它的動力系統采用大扭矩電機，這是實現這種應用的理想解決方案。

它什么時候可以載人飛行？首飛計劃的下一步是什么？

Bebesel：我們計劃在今年年中把推進系統實體集成到驗證機中。CityAirbus的初始結構已經生產完畢，現在正在裝配。要實現飛機量產，還必須進一步優化配置，以滿足城市空中交通要求，并提高商業盈利能力。在2025年之前，技術上將可實現產品商業化，但這取決于，這種城市空中交通在公眾接受度、基礎設施建設和法規制定等方面的進展。

Anton：我們在這個項目中的工作，展示了利用電動飛機來補充城市交通的技術可行性。我們希望，對驗證機的飛行測試可以支持我們獲得機型認證，同時也激發公眾對這一概念的熱情。

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