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「军武骞尧」你可能坐上油电混合飞机，2030年

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「军武骞尧」你可能坐上油电混合飞机，2030年
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期待油电混合飞机早日在波音工厂起飞
新能源正越来越走进我们的生活 ， 在城市的马路上 ， 大小车辆正从传统使用汽油、柴油提供动力 ， 向油电混合甚至纯电动提供动力的模式发展 。 在更为高端的航空领域 ， 波音正在开展一款油电混合动力飞机的研究工作 。 如果一切顺利 ， 这款名叫SUGARVolt的飞机 ， 将在未来载着154名乘客翱翔蓝天 。 对于每一次900海里的飞行 ， 这款飞机将比现役飞机至少减少63%的油耗 。
【研究目的】
不求最快速 ， 只求更环保
「军武骞尧」你可能坐上油电混合飞机，2030年
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SUGARVolt飞行效果图
过去几十年来 ， 全球航空运输取得了持续不断的增长 。 但机场容量、机场噪音、空气污染等日益突出的影响因素将会对未来全球航空运输的持续增长带来挑战 。 根据国际航空运输协会（IATA）的预测 ， 未来20年全球航空客运量将增加一倍 ， 到2050年客运量将达到160亿人次 ， 是2010年的7倍 ， 由此将对环境产生巨大压力 。 联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）预测 ， 2050年航空业碳排放量在人为碳排放中所占比重将从目前的2%进一步上升到3% 。 为了开发满足25-30年后要求的先进机型和推进系统 ， NASA开展了领先现有波音737和777飞机技术3代的N+3代飞机研究 。 相比于目前的波音737 ， NASA计划要求N+1代飞机的燃油消耗率降低33% ， N+2代飞机降低40% ， N+3代降低高达70% 。
为建立未来20年航空研究计划 ， NASA与波音签订亚音速超绿色飞机研究(SubsonicUltraGreenAircraftResearch,SUGAR)项目合同 ， 对亚音速商用飞机技术进行深入研究 ， 研究识别满足NASAN+3代飞机要求的创新布局 ， 以实现2030-2035年时间框架内的环境与效率目标 。
波音SUGAR团队尝试了多种技术开发 ， 包括混合动力电池-燃气涡轮推进系统、燃料电池、燃料电池-燃气涡轮混合推进系统、低温燃料、低温冷却发动机与相关技术、先进电池和开放式转子/涡轮螺旋桨技术等 ， 并提出了多种飞机概念方案 ， 其中一种为SUGARVolt 。
【研究进展】
正计划开展低速抖振、损伤容限和鸟撞等试验
由NASA组织的SUGARVolt项目团队成员除主要来自波音EO&T的研究与技术部、波音民机集团外 ， 还包括GE公司、佐治亚理工学院、弗吉尼亚理工学院、NextGen航空技术公司、MicroCraft公司以及Tri-Models公司 ， NASA也派专家参与研究 ， 并提供试验设施 。 根据2008年与NASA签署的合同 ， 波音于当年10月启动第一阶段研究 ， 该阶段的主要工作是飞机概念设计和技术规划 。 第一阶段于2010年4月完成 。
波音团队首先选择737大小的150座飞机作为基准 ， 融入众多先进理念 ， 形成名为“RefinedSUGAR”的概念 ， 其常规的2030构型采用减少的后掠角 ， 层流与先进的涡扇发动机 ， 油耗降低50% ， 噪音降低16分贝 ， 氮氧化物排放比国际民航组织航空环境保护委员会（CAEP6）规定的限制值低42% ， 不过这些改进均没有达到NASA的目标 。 “SUGARHigh”的概念由此产生 ， 该设计采用长翼展 ， 机翼有支架支撑 ， 以实现更高的气动效率 ， 还选择了将在“N+3”时间框架内实现的其他技术 ， 包括效率更高的涡扇发动机或开式转子发动机 。 研究结果是油耗降低58%、噪音降低22分贝、氮氧化物排放降低28% 。
这仍然没有达到NASA的目标 ， SUGAR团队在其基础上进一步推出了桁架支撑翼布局（TBW）与油电混合动力的“SUGARVolt”概念 ， 并获准进入第二阶段研究 。 2011年4月 ， NASA向波音增拨880万美元和三年延期 ， 继续研究SUGAR方案 ， 第二阶段的交付物包括改进的方案和模型 ， 这些方案和模型可以在计算机、实验室和风洞中测试 。


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