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2024年01期

新能源飞机专辑 | 固定翼民机的新能源关键技术研发现状与展望

摘要：新型能源的存储、运输及转化是制约新能源固定翼民机发展的主要“瓶颈”和关键技术，如动力电池的质量能量密度过低导致储能重量过大是制约全电新能源民机发展的“瓶颈”，氢气的体积能量密度过低导致的储能容积过大以及运输困难问题是制约氢能新能源飞机发展的“瓶颈”；可持续航空燃料（SAF）民机的应用则主要受到SAF的转化成本制约。能源到推进的转化（如纯电能推进、氢燃料电池电机推进及油电混动推进）存在的主要

新能源飞机专辑 | 氢燃料电池支线飞机关键技术与发展展望

摘要：氢燃料电池支线飞机是全球航空运输业实现绿色低碳目标的重要发展方向。本文分析了氢燃料电池支线飞机的发展现状和关键技术，包括液氢存储系统、氢燃料电池、电动机、氢燃料生产和储运加注等，预测了我国氢能航空技术发展趋势，并提出了包含各类新能源航空器产品的技术方案图谱，为我国氢能航空的发展提供理论支撑和方向指引。研究认为，我国将在2025—2035年逐步具备发展支线到窄体干线氢能飞机的技术条件，基于成

新能源飞机专辑 | 基于纤维素类能源植物的可持续航空燃料全生命周期排放方法分析

摘要：国际航空业要实现2050年净零碳排放的目标，目前唯一现实的能源解决方案是使用可持续航空燃料（SAF）。为了判断SAF能否真的实现持续的碳减排，有必要对生产的SAF的可持续性进行评估。本文基于国际航空碳抵消和减排计划（CORSIA）定义的生命周期评价（LCA）方法，考虑了燃料生产过程中副产物的固碳效果对总排放的影响，计算了以某种纤维素类能源植物原料制SAF的三种工艺路径的全生命周期排放值，并

新能源飞机专辑 | 航空机载液氢储罐绝热性能及轻量化研究

摘要：对航空机载液氢储罐进行绝热结构的绝热性能及轻量化综合研究是提高飞机续航能力的关键解决路径。本文以液氢储量为1450kg的液氢储罐为例，对泡沫/冷屏复合绝热结构（SOFI/VCS）及变密度多层真空夹套绝热结构（VD-MLI真空夹套）进行绝热及轻量化对比研究。当两种绝热结构的绝热性能一致，储罐日蒸发率≤4%时，VD-MLI真空夹套绝热结构重量相较于SOFI/VCS复合绝热结构减轻50%，此时适

新能源飞机专辑 | 氢能航空运行场景研究

摘要：氢能是实现航空业“低碳”运行的重要路径，氢能飞机设计及氢能航空的体系级应用成为研究焦点。本文分析了民航运输体系为保障氢能飞机运行的新场景，从氢能供应链条和终端使用保障出发，对不同预期目标下的机场基础建设和运营提出了要求；进一步对体系级场景下的飞机运行场景开展了研究，识别了氢能飞机因使用氢燃料替代航空煤油而在各运行阶段引发的新场景，分析了各场景对飞机设计的影响。最后以氢能支线飞机设计为例，基

新能源飞机专辑 | 电动飞机分布式螺旋桨—机翼设计分析方法研究

摘要：为逐步实现航空器从传统能源到清洁能源的转换，将传统涡桨飞机改型成分布式电推进螺旋桨飞机是目前重要的研究方向。本文以运12F飞机巡航性能为约束，根据动量理论对其改型为分布式螺旋桨飞机后的机翼参数进行修正；从螺旋桨桨盘面积、螺旋桨与电动机匹配关系、螺旋桨质量三个方面综合评估确定分布式电推进螺旋桨个数；根据巡航及爬升任务剖面的拉力需求进行螺旋桨设计；将最终确定的分布式螺旋桨—机翼模型与原型机模型

新能源飞机专辑 | 一种分布式电推进飞机的多学科参数快速估计方法

摘要：由于分布式电推进飞机综合性能显著，各个学科的交叉性强，是未来航空领域飞行器发展的趋势，因此建立一种适用于总体设计阶段的多学科参数评估方法对分布式电推进飞机的设计有着重大的意义。为了提高电动飞机在初始设计阶段的效率，本文提出了一种分布式电推进飞机的多学科参数快速估计方法。该方法对分布式电推进飞机进行总体建模并搭建能源系统框架，使用基于势流理论的简化气动分析方法对螺旋桨与机翼的气动—推进耦合特

新能源飞机专辑 | 混合动力飞行汽车建模与性能仿真分析

摘要：飞行汽车作为未来立体交通的重要运载工具，具备垂直起降和巡航功率切换的能力，增程式混合动力飞行汽车结合了动力电池和燃气轮机的优点，能更好地满足城际交通的能源需求。目前研究主要涉及飞行汽车气动特性分析、交通网规划和推进系统建模等方面，但缺乏关于飞行任务参数对混合动力系统最优配置以及相应飞行任务经济性的定量描述的研究。本文选用1000～3000kg量级的混合动力飞行汽车作为研究对象，分析对比了上

新能源飞机专辑 | 电动飞机电推进锥形永磁同步电机轴向磁拉力影响因素分析

摘要：针对螺旋桨轴向力磨损电推进电机轴承问题，本文提出一种锥形电推进电机方案，利用锥形电机的轴向力平衡螺旋桨的轴向力。首先，建立了电推进锥形永磁同步电机磁路模型，给出了相关参数的数学解析式，同时基于磁路模型给出了锥形电机轴向磁拉力的数学表达式。其次，在此基础上分析了锥角及交直轴电流对轴向磁拉力的影响机理，为锥形永磁同步电机轴向磁拉力的研究提供了理论参考。关键词：电动飞机；锥形永磁同步电机；

新能源飞机专辑 | 通航飞机新能源动力改型设计可行性初探

摘要：新一代飞机迫切需要研究的核心技术之一是航空能源转型技术，而降低飞机碳排放的有效途径是发展氢能源动力飞机。本文分析了氢能飞机的推进技术和储存技术，构建了氢能飞机改型设计优化方法，针对某通航飞机利用该方法对不同的能源方案进行了计算和优化，验证了不同能源动力方案的可行性。进一步对不同的动力装置组合进行了优化对比分析，分析了不同发动机方案带来的重量收益，并给出了不同起飞重量的飞机采用不同能源动力系

新能源飞机专辑 | 直升机绿色航空动力技术发展研究

摘要：开展绿色航空动力技术研究对于推动直升机行业可持续发展与实现碳中和目标至关重要。本文分析了直升机绿色航空动力技术的发展方向，重点从特性和飞行器性能方面对不同绿色航空动力进行了对比。通过分析发现，中短期内可持续航空燃料（SAF）适用于传统构型或混合动力直升机；未来城市内短距离空中交通，电池是最适合的航空动力，城市间空中交通或具有高速、长航时需求的直升机，氢燃料电池-电池混合动力是最适合的动力；

工程应用 | 迎风格式在水滴欧拉方程数值求解中的应用

摘要：数值模拟是研究飞机结冰的重要手段，为获取水滴撞击特性，通常采用欧拉法求解水滴运动方程。液态水含量在空间分布上存在间断，会导致水滴欧拉方程的求解极易发散；若采用一阶格式，虽然稳定性得到提高，但计算精度难以保证满足工程设计需求；有研究者通过添加扩散项以提升收敛性，但会人为增加数值耗散。针对这一问题，本文采用一阶迎风格式对水滴欧拉方程的对流通量进行离散，并通过线性重构与限制器函数保证计算精度达到

工程应用 | 太赫兹多层平面透镜天线的分层制造技术研究

摘要：现代信息科技的飞速发展对雷达系统提出了更高的要求，太赫兹（THz）雷达凭借其特殊的电磁特性在航空航天军事应用方面有着广阔的应用前景。高增益天线作为雷达系统的关键组成部分，在太赫兹波段的研究正受到高度关注。当天线工作频段高达1.0THz左右时，适用于低频器件的常规加工方法往往难以满足设计需求，限制了其进一步应用。本文提出并设计了一种基于UV-LIGA工艺的太赫兹多层平面透镜天线的分层制造方