混合电动推进技术在“超轻型喷气”商务飞机中的应用 安巴尔·萨鲁普（Ambar Sarup）

《World Electric Vehicle Journal》：Application of Hybrid-Electric Propulsion to 'Very Light Jet' Business Aircraft Ambar Sarup

该研究基于2040年电池性能预测，针对超轻喷气式飞机（VLJ）的1100-2200公里航程需求，采用时间步仿真对比串联/并联混合电动推进架构，分析能耗、电池重量及体积。结果表明并联架构在5%能量混合化下，航程达1394公里，较传统涡扇节省96公斤燃料（7.1%）。建议采用5%混合化并联架构及1250Wh/kg电池。

　　

摘要

本文研究了基于对2040年前15年电池性能预测的混合动力推进（HEP）技术在超轻型喷气式（VLJ）商务飞机上的可行性。考虑到这种飞机的独特要求——航程在1100至2200公里（600至1200海里）之间，巡航速度约为0.65马赫——本文采用时间步进仿真方法，针对不同的能量混合比例和电池比能量密度组合，计算了基准空气动力学模型的航程。电池比能量密度的范围为：???? ∈[0。0025] 和 ??bat ∈[400,1250]（分别对应串联和并联架构）。本文还分析了燃油和电池的能量消耗、电池的重量和体积，并以典型的1111公里（600海里）飞行任务为例进行了研究。研究结果表明，对于超轻型喷气式飞机而言，并联架构更为适用：在最大起飞重量固定的情况下，当能量混合比例为5%、电池比能量密度为1250 Wh/kg时，最大航程可达到1394公里（754海里）。在典型的1111公里（600海里）飞行任务中，并联架构相比传统涡轮风扇发动机可节省96公斤（212磅）燃油，相当于总燃油载荷的7.1%。因此，建议这种超轻型喷气式飞机采用能量混合比例约为5%的并联混合动力架构，并使用比能量密度至少为1250 Wh/kg的电池。