時(shí)間：2017-12-18 19:18來源：中國(guó)航空新聞網(wǎng) 作者：中國(guó)航空
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今年4月，由波音公司和JetBlue航空公司共同投資的美國(guó)Zunum航空公司宣布，將研發(fā)10～50座采用混合電推進(jìn)系統(tǒng)的低成本支線飛機(jī)，并希望借此重振不斷萎縮的美國(guó)支線航空運(yùn)輸市場(chǎng)。近日，Zunum正式宣布其第一款飛機(jī)將是12座級(jí)的混合動(dòng)力支線飛機(jī)。  近日，Zunum航空公司宣布其第一款產(chǎn)品將是12座級(jí)的混合動(dòng)力支線飛機(jī)，并計(jì)劃于2022年完成該型飛機(jī)的取證和交付。Zunum航空公司將該飛機(jī)暫時(shí)稱為2022支線飛機(jī)。
基本設(shè)計(jì)指標(biāo)
從性能參數(shù)上來看，2022支線飛機(jī)的最大起飛重量為5670kg，最大有效載荷為1120kg，最大巡航速度為 547km/h，最大航程超過1126km，最大飛行高度為7620m，起飛距離為670m，著陸距離為762m，爬升到最大高度所需時(shí)間為18min, 失速速度為135km/h。
從客艙布局和系統(tǒng)配置來看，2022支線飛機(jī)可采用6座的公務(wù)艙、9座商務(wù)艙或12座的經(jīng)濟(jì)艙三種布局。此外，該機(jī)裝有一套功率為1MW級(jí)的混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)、一臺(tái)使用燃油的500 kW級(jí)的渦輪發(fā)電機(jī)、可插拔更換的充電電池以及電驅(qū)動(dòng)雙涵道風(fēng)扇。
在運(yùn)營(yíng)成本上，Zunum航空公司的目標(biāo)是將包括燃料、電力和電池在內(nèi)的成本降到每座英里8美分或每小時(shí)250美元。這一運(yùn)營(yíng)成本與同等航程的78座的龐巴迪Q400支線飛機(jī)的運(yùn)營(yíng)成本相當(dāng)，比尺寸相近的支線飛機(jī)，如皮拉圖斯PC-12或比奇“空中國(guó)王”公務(wù)機(jī)的運(yùn)營(yíng)成本要低3～5倍。2022支線飛機(jī)的運(yùn)營(yíng)成本之所以低，主要是因?yàn)殡娏Τ杀鞠鄬?duì)噴氣燃料要低得多，且電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)比燃?xì)廨啓C(jī)的效率更高。2022支線飛機(jī)的電池重量不到飛機(jī)最大起飛重量的20％，由于與噴氣燃料相比電池的能量密度較低，所以為了增加航程該機(jī)還加裝了渦輪發(fā)電機(jī)（又稱增程器）并攜帶了363kg的燃料，但比皮拉圖斯PC-12攜帶的1225kg的燃料卻要少很多。Zunum公司表示，隨著電池技術(shù)的進(jìn)步，將來公司計(jì)劃用一個(gè)第三電池組替換渦輪發(fā)電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)飛機(jī)，進(jìn)而進(jìn)一步降低運(yùn)營(yíng)成本。
振興美國(guó)支線航空運(yùn)輸市場(chǎng)
早在20世紀(jì)80年代，美國(guó)有近300家小型航空公司，運(yùn)營(yíng)的是比奇1900等小型飛機(jī)。平均每架飛機(jī)的座位數(shù)約為20個(gè)，航程約為241km。但隨著短程航線運(yùn)營(yíng)成本的不斷增加，原來的支線航空公司漸漸放棄了50座以下的短程支線飛機(jī)，轉(zhuǎn)向平均座位數(shù)在60座以上的較大的渦輪螺旋槳飛機(jī)或噴氣飛機(jī)，最小平均航程也增加到740km以上。然而，航空界對(duì)支線飛機(jī)和支線航空的定義是：支線飛機(jī)是指70座以下渦槳飛機(jī)和50座以下的其他各類飛機(jī)；支線航空公司是指運(yùn)營(yíng)最大航程在800km以下航線的航空公司。因此，現(xiàn)在這些所謂的支線航空公司已經(jīng)不能再稱為支線航空公司了，同時(shí)由于這類航空公司現(xiàn)在使用的飛機(jī)座位數(shù)有所增加，也需要更長(zhǎng)跑道，這些航空公司不得不放棄使用傳統(tǒng)的支線飛機(jī)機(jī)場(chǎng)，轉(zhuǎn)而使用更大的干線飛機(jī)機(jī)場(chǎng)。也就是說，現(xiàn)在美國(guó)支線航空運(yùn)輸市場(chǎng)上已經(jīng)沒有經(jīng)濟(jì)性較好的支線飛機(jī)了，而且許多非樞紐城市的航空服務(wù)水平都有所下降。
對(duì)于此類情況，一個(gè)可能的解決方案是高速鐵路，但這只是一種集中模式的交通方式，而且也僅限于兩個(gè)客流量高度密集的樞紐之間，并不適合于支線運(yùn)輸。公路旅行雖然也是一種可選擇的方式，但是要受到交通狀況或速度的限制。歸根結(jié)底，最理想的出行模式還是航空運(yùn)輸，但是前提是要有一款經(jīng)濟(jì)性好的支線飛機(jī)來服務(wù)于這個(gè)市場(chǎng)，這正是Zunum公司設(shè)計(jì)混合動(dòng)力支線飛機(jī)的動(dòng)力所在，且Zunum公司的混合動(dòng)力支線飛機(jī)的各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)也證明其有能力重振這一市場(chǎng)。
使用2022支線飛機(jī)不僅可以降低航空公司的運(yùn)營(yíng)成本，繼而降低機(jī)票價(jià)格，而且通常航線的飛機(jī)周轉(zhuǎn)時(shí)間也會(huì)縮短40%，非樞紐地區(qū)的周轉(zhuǎn)時(shí)間甚至可縮短80%。例如采用2022支線飛機(jī)執(zhí)飛波士頓和華盛頓特區(qū)之間的大約1120km航線時(shí)飛行時(shí)間可縮減一半以上，而且乘客既不必遠(yuǎn)距離開車到大型機(jī)場(chǎng)，也不必長(zhǎng)時(shí)間等待航班。
此外，相比使用傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的支線飛機(jī)，2022支線飛機(jī)的環(huán)保性更好，可使污染物排放減少80%。按照設(shè)計(jì)目標(biāo)，2022支線飛機(jī)的CO2污染排放量小于0.15kg，而且隨著電池技術(shù)的不斷進(jìn)步，最終混合動(dòng)力系統(tǒng)將演進(jìn)為純電動(dòng)系統(tǒng)，飛機(jī)的碳排放甚至可將降為零，從而將進(jìn)一步降低運(yùn)營(yíng)成本。
2022支線飛機(jī)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是可以顯著降低飛機(jī)的噪聲。Zunum公司之所以選擇涵道風(fēng)扇作為動(dòng)力，就是出于此考慮。如2022支線飛機(jī)的邊線噪聲小于 65EPNdB，所以在支線機(jī)場(chǎng)起降時(shí)基本不會(huì)影響到機(jī)場(chǎng)附近社區(qū)人們的正常生活。而據(jù)Zunum公司預(yù)計(jì)，2022支線飛機(jī)和后續(xù)的Zunum公司的支線飛機(jī)將會(huì)在美國(guó)的5000多個(gè)二級(jí)和普通機(jī)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)中有所使用，而且其中很多機(jī)場(chǎng)都有嚴(yán)格的噪聲和污染限制，使得許多傳統(tǒng)的大型飛機(jī)無法使用， 在這種情況下Zunum公司的混合動(dòng)力支線飛機(jī)便成為一種最佳的選擇。
最后，Zunum公司表示，2022支線飛機(jī)現(xiàn)在使用的是由特斯拉電動(dòng)汽車公司的超級(jí)工場(chǎng)（Gigafactory）生產(chǎn)的鋰離子電池。特斯拉公司現(xiàn)款電動(dòng)汽車Model S的電池能量密度約為250W·h /kg，而特斯拉公司最新推出的Model 3汽車的電池能量密度又比Model S的電池能量密度 提升了30%。該電池已經(jīng)能滿足2022支線飛機(jī)的性能要求，但為了增加電池可靠性，Zunum公司還嘗試著增加電池電量或減少電阻器排列。此外，該飛機(jī)的電池模塊安裝在機(jī)翼中，更換十分方便，隨著技術(shù)的改進(jìn)，可以更換成更先進(jìn)的電池，甚至在飛機(jī)C檢時(shí)，還可以在較高的電壓下重新布線，進(jìn)而快速完成電池充電或電池更換。
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