最近不少航空爱好者蹲了好久的商飞新动态终于放出来,分布式纯电客机验证机CE-25A的实机照片全网刷屏。民航和通航圈子里的老伙计们聊得热火朝天,大家都在畅想以后坐这种小客机跑短途通勤有多方便。没成想大洋彼岸主打军事报道的美国《战区》网站比国内爱好者还激动,连夜发了长文拆解这款民用小飞机。不少网友看到相关消息都犯懵,一架还没取证的技术验证机,怎么能把美国搞军事报道的媒体整得这么上心。
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CE-25A定位是19座级的公务机,巡航速度大概每小时400千米,航程卡在400到500千米区间,机翼和鸭翼上一共布置了10台电动涵道风扇,全程不消耗一滴航空燃油。它原本的设计目标就是跑城市群短途通勤、海岛之间的人员物资接驳,还有低空观光这类场景。现阶段它还没拿到适航证,电池供应商和电芯具体规格商飞也没有对外公布,本身就是纯纯的技术验证原型机,离量产投入商用还有一段路要走。
大伙盯着这款飞机,关注点根本不在它本身的通勤功能上,而是它验证落地的分布式电推进技术路径。传统飞机不管是涡桨公务机还是大客机,基本都靠两台主发动机提供全部推力,CE-25A直接把集中的推力拆成10份,10台电动涵道风扇单独出力,由机载电池统一供电,多台风扇吹出的气流直接扫过整个翼面。这种特殊构型带来的增升效果,和传统常规气动布局的飞机完全不在一个量级。
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随便找块几百米长的粗糙跑道甚至平整点的野战场地,它就能直接完成起降,跑前沿阵地补给、偏远岛礁和高海拔哨所的人员物资投送,连专用铺装机场都不需要。整套动力全靠电动机输出,没有燃烧产生的高温尾气,运行噪声比涡桨发动机小好几个量级,悄摸摸飞过去执行渗透侦察、低空通信中继任务,敌方老远都未必能察觉到动静。10台电机就算坏个一两台,把剩下的推力重新分配就能维持正常飞行,完全不会出现传统双发飞机单台失效直接险情升级的状况,安全冗余度直接拉满。
现在这套分布式电推系统已经实打实进入实机试飞验证状态,早就不是停留在PPT上的概念方案。大功率机载电池、电动涵道推进装置、适配分布式电推的飞控算法,所有核心环节全都在真实飞行平台上采集过一手数据,技术成熟度蹭蹭往上涨。常年跟踪全球军用航空动态的《战区》作者托马斯·纽德威克直接发文感慨,这套美军还锁在实验室阶段的技术路线,居然被中国用民用项目先把工程落地给完成了。
美军自己这段时间也在疯狂砸钱布局电动航空相关项目,2020年就启动了空军“敏捷至上”项目,先后投资了Joby、Archer、Beta等多家电动垂直起降企业。做出来的机型定位是基地巡逻、伤员后送、小件物资补给,适配他们之前嚷嚷了很久的敏捷作战部署概念。国防高级研究计划局的“谢泼德”项目,让诺斯罗普·格鲁曼研制的XRQ-73混合电推隐身无人机,起飞重量约567千克,飞行高度覆盖1000至5500米,速度每小时185至463千米,采用燃油发电机加电池电机的组合模式,专门奔着长航时低信号特征的方向研发。甚至还有企业在搞混合电动超短距飞行器,目标是30米距离内就能完成起降,把短距起降的技能点点到了极致。
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把美军所有在研项目的核心需求捋一遍就能发现,分布式推进、超短距起降、低信号特征、自主运行、低后勤依赖,这些核心技术点和CE-25A验证的技术路径几乎完全重合。说白了全球玩家都奔着同一个高潜力技术方向跑,谁先把落地关卡打通,谁就能吃到第一波红利。
现在纯电大型飞机的最大卡点就在电池和电动机两项,受能量密度的物理属性限制,航空燃油的比能量约每千克12000瓦时,现在航空级锂电池系统的实际比能量也就每千克250至350瓦时,两者差了数十倍。所以现阶段纯电路线暂时只能覆盖小平台短半径的任务场景,美军内部的研究团队也认可,想要把电动飞机的尺寸做大,必须转向混合电推路线,就算走混动路线,也得先搞定能量密度更高的电池技术。电机与电力电子方面同样有门槛,分布式混推电机理想的功率密度要接近每千克16千瓦,目前全球实际能摸到的水平也就每千克8.8至11千瓦,还有不小的差距要追赶。
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更头疼的还有热管理问题,电动机数量越多发热量就越高,发电机、电机、逆变器、电池要是再加装雷达载荷,所有设备同时发热,要是做隐身平台还得把红外特征压到最低,整套系统的复杂程度直接指数级上升,研发难度真的不小。
之前美国自己搞的X-57电动飞机项目磨了好多年,最后还是停滞不前被迫下马,现在“敏捷至上”项目还在初创企业的层面来回迭代。中国这边的电动公务机已经踩着点往适航认证的门槛走了,懂行的都知道,适航认证是全流程里成本最高、周期最长的环节,要是CE-25A能顺利拿证,就说明我们相关的工业基础已经初步跑通,顺着这个技术底座往军用型号转根本没有太大障碍。
美国那边啥资源都不缺,飞控算法、隐身设计、顶级军工巨头一抓一大把,电动航空的底层卡点根本不在算法上,卡在电池、稀土磁材还有功率半导体的量产能力上。巧了,我们刚好握着全球最大的电池产业链,还有最完整的稀土磁材生产链条。之前好多领域都是美国先出新概念,其他国家跟着追,现在我们靠着民用电动车、储能产业攒下来的产业链优势,直接把新的技术范式给工程化落地,反倒是美军被甩在了后面,要是后续这套新形态装备真的能颠覆现有战场格局,那处在代差劣势的搞不好是他们自己。
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当然CE-25A本身的局限也得说清楚,它现在航程只有400至500千米,运行依赖配套充电设施,也还没取得适航证,本身也没有按照军用标准做抗毁伤设计,直接拉去当军用平台根本不现实。它的真正价值根本不是当下能执行什么任务,而是把电推航空的整套工业基础先给铺开来。后续要是把这套成熟的电推技术平移到无人平台上,有人机身上的航程限制大部分都能直接消解,无人机不用考虑飞行员的生理耐受限制,想低速巡航就慢悠悠逛,滞空时间能拉得特别长。后勤补给也不用依赖大型机场,前沿小阵地、舰船甲板甚至移动电源车开过去就能完成换电接力,CE-25A身上的短距起降、高容错、低噪音这些特性,放到无人平台上全是纯增益,拆掉驾驶舱换装侦察载荷、通信中继与模块化货舱,直接就是静音长航时的特种无人平台。
参考资料:央视军事 中国商飞分布式电推进验证机CE-25A公开技术解析
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