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瞭望專訪|像發(fā)展電動(dòng)汽車一樣發(fā)展電動(dòng)飛機(jī)——專訪中國(guó)工程院院士 楊鳳田
◇我國(guó)在電動(dòng)飛機(jī)領(lǐng)域已處于全球領(lǐng)跑地位,低空電動(dòng)飛行器已準(zhǔn)備好投入商業(yè)用途,將為農(nóng)業(yè)、空中監(jiān)測(cè)、消防、救災(zāi)、物流、城市交通和旅游觀光等行業(yè)帶來(lái)創(chuàng)新發(fā)展的機(jī)會(huì)
◇在通用航空產(chǎn)業(yè)體系上,要力爭(zhēng)形成設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、試飛、適航、運(yùn)營(yíng)、保障的全產(chǎn)業(yè)鏈體系,堅(jiān)持多產(chǎn)業(yè)跨界融合解決技術(shù)和市場(chǎng)問(wèn)題
文?|《瞭望》新聞周刊記者?王瑩
由沈陽(yáng)航空航天大學(xué)遼寧通用航空研究院(下稱“遼寧通航研究院”)自主研制的RX4E銳翔四座電動(dòng)飛機(jī),日前獲得中國(guó)民航局頒發(fā)的型號(hào)合格證,成為我國(guó)首款取得型號(hào)批準(zhǔn)的正常類電動(dòng)飛機(jī),標(biāo)志著我國(guó)在新能源電動(dòng)飛機(jī)技術(shù)領(lǐng)域取得了突破。
RX4E飛機(jī)是我國(guó)第一款按照CCAR-23部《正常類飛機(jī)適航規(guī)定》研制的純電動(dòng)正常類飛機(jī)。飛機(jī)翼展13.5米,機(jī)長(zhǎng)8.4米,最大起飛重量1260公斤;動(dòng)力鋰電池總?cè)萘?0kWh,電推進(jìn)系統(tǒng)最大功率140kW;最大續(xù)航時(shí)間可達(dá)1.5小時(shí);具有零排放、低噪音、運(yùn)行成本低、安全可靠等顯著特點(diǎn)。自2019年11月11日該型號(hào)合格申請(qǐng)獲得民航局受理以來(lái),歷經(jīng)5年完成全部適航驗(yàn)證工作,取得型號(hào)合格證。
在新能源通用航空方面,我國(guó)已經(jīng)站在了世界前列。中國(guó)工程院院士、遼寧通航研究院首席科學(xué)家楊鳳田是我國(guó)電動(dòng)、氫能新能源飛機(jī)研發(fā)的先行者,“我們要發(fā)展自己的飛機(jī)、自己的品牌,逐漸淘汰低性能飛機(jī),像發(fā)展電動(dòng)汽車一樣發(fā)展電動(dòng)飛機(jī),進(jìn)而建立具有中國(guó)特色的低空空域管理體系?!?nbsp;
我國(guó)在電動(dòng)飛機(jī)領(lǐng)域已處于全球領(lǐng)跑地位
《瞭望》:當(dāng)前,國(guó)際國(guó)內(nèi)電動(dòng)飛機(jī)的發(fā)展態(tài)勢(shì)是怎樣的?
楊鳳田:綠色通航、綠色航空是發(fā)展趨勢(shì)。國(guó)際上看,低空電動(dòng)飛行器行業(yè)目前處于配置或測(cè)試階段。近年來(lái),全球范圍內(nèi)興起了電動(dòng)飛機(jī)技術(shù)研發(fā)熱潮,據(jù)羅蘭貝格管理咨詢公司統(tǒng)計(jì),截至目前,全球有700多個(gè)在研的電動(dòng)飛機(jī)項(xiàng)目,其中歐美國(guó)家項(xiàng)目占大多數(shù)。
歐盟實(shí)施的“歐盟框架計(jì)劃”資助了多項(xiàng)電動(dòng)飛機(jī)項(xiàng)目,如歐盟第六框架計(jì)劃資助了“ENFICA-FC環(huán)境友好城際燃料電池電動(dòng)飛機(jī)研究”,歐盟第八框架計(jì)劃亦資助了多個(gè)電動(dòng)飛機(jī)項(xiàng)目;美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)于2015年提出了電動(dòng)飛機(jī)發(fā)展路線圖,在多條技術(shù)路線同步開(kāi)展研究,如在2019財(cái)年預(yù)算中撥款1億美元,用于研制X-57麥克斯韋電推進(jìn)驗(yàn)證機(jī);英國(guó)設(shè)立3億英鎊的專項(xiàng)扶持資金重點(diǎn)扶持小型電動(dòng)飛機(jī)和電動(dòng)垂直起降機(jī)型的研制,逐步向大型載客飛機(jī)發(fā)展;瑞典政府計(jì)劃到2030年,所有國(guó)內(nèi)航班不再采用化石燃料,改用生物燃料或電動(dòng)飛機(jī);挪威的目標(biāo)是到2040年,所有國(guó)內(nèi)航班采用電動(dòng)飛機(jī)。
我國(guó)在電動(dòng)飛機(jī)領(lǐng)域已處于全球領(lǐng)跑地位,低空電動(dòng)飛行器已準(zhǔn)備好投入商業(yè)用途,將為農(nóng)業(yè)、空中監(jiān)測(cè)、消防、救災(zāi)、物流、城市交通和旅游觀光等行業(yè)帶來(lái)創(chuàng)新發(fā)展的機(jī)會(huì)。
據(jù)中國(guó)民航局預(yù)測(cè),2025年中國(guó)低空經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)1.5萬(wàn)億元,到2035年將達(dá)3.5萬(wàn)億元。2025年,國(guó)內(nèi)各地將普遍開(kāi)始建設(shè)低空飛機(jī)起降設(shè)施,并開(kāi)始在一些城市進(jìn)行商用低空飛行試點(diǎn)。目前,浙江、山東、海南、安徽、廣東等地低空飛行起降基地已基本落成,多地正在加快低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展布局。
《瞭望》:你們團(tuán)隊(duì)在新能源飛機(jī)方面取得了哪些重大成果?
楊鳳田:我們團(tuán)隊(duì)持續(xù)突破電動(dòng)飛機(jī)研制“卡脖子”問(wèn)題,航空動(dòng)力鋰電池、電動(dòng)機(jī)、控制器等先后實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化;經(jīng)過(guò)14年發(fā)展,在全復(fù)合材料飛機(jī)氣動(dòng)結(jié)構(gòu)一體化集成設(shè)計(jì)及制造、航空動(dòng)力鋰電池技術(shù)、電推進(jìn)系統(tǒng)等方面均實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵突破。
我們研制的電動(dòng)飛機(jī)實(shí)現(xiàn)譜系化發(fā)展格局,雙座飛機(jī)形成了5個(gè)型號(hào),分別為:電動(dòng)雙座飛機(jī)、增程電動(dòng)雙座飛機(jī)、電動(dòng)雙座水上飛機(jī)、冰雪型雙座電動(dòng)飛機(jī)、電驅(qū)涵道風(fēng)扇飛機(jī);四座電動(dòng)飛機(jī)已取得型號(hào)合格證。目前,4個(gè)銳翔型號(hào)的電動(dòng)飛機(jī)通過(guò)民航局適航審定,取得了型號(hào)合格證(TC);冰雪型雙座飛機(jī)、電動(dòng)直升機(jī)、四座氫內(nèi)燃飛機(jī)等3個(gè)型號(hào)飛機(jī)實(shí)現(xiàn)了科研驗(yàn)證首飛,有效帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)相關(guān)創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈的融合發(fā)展。
其中,從國(guó)內(nèi)首款新能源電動(dòng)載人飛機(jī)銳翔RX1E,到世界范圍內(nèi)首款續(xù)航時(shí)間超過(guò)150分鐘的銳翔RX1E-A、國(guó)內(nèi)首款電動(dòng)水上飛機(jī)銳翔RX1E-S……系列雙座電動(dòng)飛機(jī)已累計(jì)飛行1.1萬(wàn)小時(shí)、1.5萬(wàn)個(gè)起落,先后多次參加珠海航展和歐洲AERO航展、美國(guó)EAA航展。
近期獲頒型號(hào)合格證的RX4E銳翔四座電動(dòng)飛機(jī),憑借其獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)具有廣泛的應(yīng)用前景。該型號(hào)飛機(jī)未來(lái)可廣泛應(yīng)用于飛行員培訓(xùn)、觀光旅行、體驗(yàn)飛行、空中攝影及航空測(cè)繪等領(lǐng)域。我們還將發(fā)展水上型、冰雪型、氫能動(dòng)力及其他特種用途的系列化產(chǎn)品,豐富應(yīng)用場(chǎng)景、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
新能源飛機(jī)助力綠色航空
《瞭望》:你們團(tuán)隊(duì)在成功研發(fā)電動(dòng)飛機(jī)后又瞄準(zhǔn)氫能飛機(jī),氫能飛機(jī)有哪些獨(dú)特優(yōu)勢(shì)?
楊鳳田:在電動(dòng)飛機(jī)取得成功后,我們團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了氫燃料內(nèi)燃機(jī)飛機(jī)的研究,該飛機(jī)以氫燃料作為推進(jìn)能源,碳排放量接近為零。隨著全球?qū)η鍧嵞茉吹闹匾曇约皩?duì)航空領(lǐng)域碳排放控制的加強(qiáng),氫能飛機(jī)無(wú)疑將成為發(fā)展趨勢(shì)。
我們團(tuán)隊(duì)自籌經(jīng)費(fèi)開(kāi)始了氫能飛機(jī)的研制工作。經(jīng)過(guò)不懈努力,我們團(tuán)隊(duì)研制出世界首款四座氫內(nèi)燃機(jī)飛機(jī)試驗(yàn)機(jī),并于2023年3月25日在沈陽(yáng)完成驗(yàn)證試飛,這是我國(guó)自主研制的第一架以氫內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的通航飛機(jī)。該驗(yàn)證機(jī)搭載的是中國(guó)一汽基于“紅旗”汽油機(jī)研發(fā)的國(guó)內(nèi)首款2.0L零排放增壓直噴氫燃料內(nèi)燃機(jī),功率為80千瓦。
驗(yàn)證機(jī)首飛完成后,團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步提升發(fā)動(dòng)機(jī)功率以達(dá)到在通航機(jī)場(chǎng)的正常運(yùn)行要求。2024年1月29日成功首飛的原型機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)功率經(jīng)臺(tái)架測(cè)試達(dá)到了120千瓦。據(jù)試飛員反饋,飛機(jī)動(dòng)力充足、振動(dòng)較小、操縱性能良好。
2024年,在北京市支持下,我們成立了北京市市屬事業(yè)單位——北京氫能通用航空創(chuàng)新研究院,還聯(lián)合了國(guó)內(nèi)多家高校和科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行共建。在此基礎(chǔ)上,我們成立了飛機(jī)制造等多家公司,正在開(kāi)展氫能通用航空器的設(shè)計(jì)、研制、制造等相關(guān)工作。
《瞭望》:你認(rèn)為新能源飛機(jī)未來(lái)的發(fā)展態(tài)勢(shì)是怎樣的,將對(duì)低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)哪些促進(jìn)作用?
楊鳳田:低空經(jīng)濟(jì)的主要載體是航空器?。航空器在低空空域內(nèi)進(jìn)行各種低空飛行活動(dòng),按照使用用途劃分包括載人、載貨及其他作業(yè)等。低空經(jīng)濟(jì)涉及的載人航空器類型多樣,包括但不限于直升機(jī)、eVTOL(電動(dòng)垂直起降飛行器)、輕型固定翼飛機(jī)等。這些航空器以其獨(dú)特的飛行能力和適應(yīng)性,在低空經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,不僅能促進(jìn)低空文旅、短途運(yùn)輸、城市空中交通等領(lǐng)域的發(fā)展,還會(huì)推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的融合與升級(jí)。
新能源固定翼飛行器是低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有效載體,尤其是新能源水上固定翼飛機(jī),可以充分利用我國(guó)東南部地區(qū)豐富的江河湖泊等水面資源,不需要額外建設(shè)機(jī)場(chǎng)。隨著低空經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,新能源水上固定翼飛機(jī)有望在觀光旅游、海洋監(jiān)測(cè)、搶險(xiǎn)救援等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用?。
發(fā)展以電動(dòng)、氫能為動(dòng)力來(lái)源的新能源飛機(jī)對(duì)提升我國(guó)航空業(yè)自主創(chuàng)新能力,破解我國(guó)航空業(yè)困境具有重要意義,有助于早日在航空業(yè)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo),并助力發(fā)展低空經(jīng)濟(jì)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。
RX4E銳翔四座電動(dòng)飛機(jī)沈陽(yáng)航空航天大學(xué)遼寧通用航空研究院楊鳳田院士團(tuán)隊(duì)供圖
鼓勵(lì)更多人先“玩起來(lái)”
《瞭望》:你對(duì)新能源飛機(jī)發(fā)展還有哪些思考和建議?
楊鳳田:在技術(shù)研發(fā)方面,建議科學(xué)有序地研發(fā)新能源飛機(jī)。在通航領(lǐng)域,遵照從小到大、由易到難的原則,按照輕小型飛機(jī)、通勤飛機(jī)的順序開(kāi)展研發(fā);在商用航空領(lǐng)域,按照理論研究,技術(shù)探索、攻關(guān)與集成驗(yàn)證、型號(hào)應(yīng)用的流程循序漸進(jìn)地開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)與研發(fā)。
同步推進(jìn)適航標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。針對(duì)新能源在飛機(jī)中可能面臨的安全風(fēng)險(xiǎn),識(shí)別新能源飛機(jī)典型的失效風(fēng)險(xiǎn),建立新能源飛機(jī)的安全性要求;發(fā)展新能源發(fā)動(dòng)機(jī)安全性驗(yàn)證技術(shù),建立新能源發(fā)動(dòng)機(jī)安全工作邊界和安全性判據(jù);發(fā)展新能源飛機(jī)系統(tǒng)安全性評(píng)估技術(shù),保障新能源飛機(jī)具有可接受的安全水平;形成新能源發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)的適航標(biāo)準(zhǔn)及符合性驗(yàn)證方法。目前,遼寧通航研究院正在開(kāi)展電動(dòng)飛機(jī)適航規(guī)章架構(gòu)、符合性方法及引用標(biāo)準(zhǔn)研究,增加我國(guó)在國(guó)際新能源航空領(lǐng)域的話語(yǔ)權(quán)。
在通航產(chǎn)業(yè)方面,堅(jiān)持產(chǎn)業(yè)融合,建立全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展理念。通用航空產(chǎn)業(yè)鏈條長(zhǎng),能夠帶動(dòng)上下游數(shù)十個(gè)行業(yè)。通用航空是目前為數(shù)不多的能夠同時(shí)服務(wù)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)第一、二、三產(chǎn)業(yè)的行業(yè)。在通用航空產(chǎn)業(yè)體系上,要力爭(zhēng)形成設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、試飛、適航、運(yùn)營(yíng)、保障的全產(chǎn)業(yè)鏈體系,堅(jiān)持多產(chǎn)業(yè)跨界融合解決技術(shù)和市場(chǎng)問(wèn)題,通過(guò)發(fā)展通用航空業(yè)帶動(dòng)其他產(chǎn)業(yè),其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)通用航空業(yè)發(fā)展。
同時(shí),積極拓展市場(chǎng)消費(fèi)主體,鼓勵(lì)更多人先“玩起來(lái)”。通用航空要想大發(fā)展必須先“玩”起來(lái)。人的需求是多方面的,有了一定經(jīng)濟(jì)條件,就會(huì)產(chǎn)生飛行的沖動(dòng)?,F(xiàn)在一架雙座通用飛機(jī)價(jià)值100多萬(wàn)元人民幣,與高檔汽車價(jià)格不相上下。如果引導(dǎo)示范做得好,乘坐低空飛行器的人會(huì)越來(lái)越多,就能構(gòu)成通用航空消費(fèi)主力。從國(guó)外經(jīng)驗(yàn)看,60%以上的飛行是以個(gè)人飛行為主的消費(fèi)類通用航空服務(wù)。今后我國(guó)通用航空發(fā)展應(yīng)加強(qiáng)以私人飛行為主的消費(fèi)性通用航空服務(wù),大力發(fā)展與私人飛行有關(guān)的產(chǎn)業(yè),尤其要與旅游、體育等項(xiàng)目結(jié)合,積極發(fā)展航空俱樂(lè)部。
來(lái)源:新華社《瞭望》2025年第7期