鸿鹏航空总工程师王进:产业落地需要低成本适航动力方案

文摘   2024-07-15 21:42   广东  


近日,鸿鹏航空总工程师王进受邀做客亿欧《低空经济20人》,畅谈国内低空通航发动机技术的发展与前景,并结合鸿鹏航空“引进消化-正向研发-国产化”路径实践,展望适航低成本动力如何推动低空经济产业体系落地。以下为专访原文:



3月27日,工信部联合三部委共同发布《通用航空装备创新应用实施方案2024—2030年》,提出未来以电动化为主供、兼顾混动等其他路线,加速电推进系统的技术突破,加快涡轴、涡桨发动机的研制以及100-200马力活塞发动机批量交付,同时开展400kw以下混动系统研制、250kw以下电驱动规模化量产和500kw级产品验证。


当前,国内大多数整机厂也选择采用纯电技术路线,这一路线具有零排放、低噪音等优势,但由于电池技术的限制,也面临着载重、航程方面的难题。而出于经济性和实用性考虑,低空经济领域的应用落地需要更长的航程和更多的有效载荷。因此,适航且低成本的动力系统将成为低空经济产业实际落地的关键因素。


作为国内航空发动机技术的先行者,鸿鹏航空自成立以来就致力于聚焦“低成本”“适航标准”两大产品力,与国际顶级航空发动机设计机构建立深度合作关系,通过“引进消化-正向研发-国产化”路径打造多层次产品体系,为各类低空作业场景提供符合适航标准的低成本动力方案。


(鸿鹏航空总工程师王进)


 “引进消化-正向研发-国产化”


航空发动机的研究和发展特点是技术难度大、成本高、周期长。目前,全球范围内拥有航空发动机自主研制能力的国家非常少。


加入鸿鹏之前,王进拥有18年的军用航空发动机全寿命管理经验,包含从预先研究、研制、生产到服务保障的全流程,对于国内航空发动机的发展情况,他这样总结:四代机的总体设计体系、三代机的整机制造体系、二代机的材料研发体系、一代机的工艺装备体系。


他表示,尽管国内军用航空发动机技术已经发展到第三代、第四代,但民用和通用航空发动机领域仍处于起步阶段。军用航空发动机追求高性能,民用航空则更多需要考虑安全性、经济性,因此,国内民用航空发动机的发展难点在于如何将军用航空发动机的技术优势和供应链基础转化为适应民用市场的产品,这不仅需要在设计上进行创新,还需要在材料、工艺等方面进行突破。


不同于“虽然能够快速落地,但由于没有知识产权难以通过适航认证的仿制”和“虽然拥有完整知识产权,但是研制周期很长且可能存在研发和工艺脱节的完全自主研发”,鸿鹏航空选择了第三条路:“引进消化-正向研发-国产化”,即先从国际顶级航空发动机研究机构引进成熟可靠的原型机,再在充分消化吸收国外技术的基础上,结合国内的材料体系和工艺水平进行正向研发,实现产品的国产化。


同时,对于生产设备和原材料的选择,鸿鹏航空也会首先考虑国内的通用设备和国产原材料,通过正向研发增加对材料、设备以及工艺能力的包容度,从而牵引国内航空发动机供应链的持续发展。目前,鸿鹏航空的主流产品中,D160的核心零部件已基本实现国产化,其他机型以及国内尚未有合适替代但不敏感的零部件产品,也通过严格筛选,组建了可持续的全球供应链条。


(鸿鹏航空D160重油活塞发动机)


适航、低成本、高稳定性动力装置解决方案


回顾鸿鹏航空成立的历程,王进表示:“第一年,我们从国外走到了国内,将国外的产品和技术引入国内,第二年,我们启动了相关机型的附件修理和整机研发工作,第三年,我们从工程化验证走到总装交付。”


2024年6月,鸿鹏航空首个总装交付车间在珠海开工,宣布启动D160重油活塞航空发动机的量产工作,D160的主体来自意大利DJ公司,而通过核心零部件的原材料、工艺国产化,鸿鹏不仅能充分把握产品性能,还能大幅降低产品售价,满足市场对安全、可靠性和低价的需求。


D160是一款四冲程重油活塞发动机,适用于1—2吨单发飞机、3—4吨双发飞机及1—4吨⽆⼈艇,采取双FADEC电子控制器、电喷装置、电动调速器和AVM套件,不仅能够实现拥有更优越的性能和安全性、更低的油耗和成本,还有极低的故障率,真正意义上做到了“好用”。


王进透露,在此之前,D160已经用于壹通TP500无人运输机进行试飞和各类实验,“在近一年的试验试飞中,没有出现过发动机故障。”


(壹通TP500无人运输机)


除了成本低和可靠性高,D160的另一个优势是适航认证:D160重油活塞发动机是国内目前唯一取得EASA(欧洲航空安全局)适航认证的航空发动机。


CAAC(中国民用航空局)的适航标准以民用航空规章的形式发布,而EASA的适航标准以审定规范的形式发布,且在类别划分上更加细致,适用范围更广。根据我国相关政策以及当前达成的中外适航双边,已经获得EASA适航认证的产品通过资料审批等流程即可颁发型号合格证TC以及生产许可证PC等相关证书,极大缩短了适航认证的周期。


实际上,飞行器的稳定性能、低成本要求和面向适航标准的安全性是低空经济发展的关键要素,鸿鹏航空瞄准的正是低空经济领域最实际的需求。


发展至今,鸿鹏通过提供全系列的低空经济通用航空动力解决方案,特别是针对5吨级以下的垂直起降飞行器动力装置和8吨级以下的固定翼飞行器动力装置,来促进低空经济的产业落地。


多层次产品体系让低空经济飞得更远


对于低空飞行器的动力发展,王进认为,未来依然是“多样化”的,这种态度也反映在鸿鹏航空的产品体系上——活塞、涡桨、涡轮电增程产品的研发都在全力推进。


王进透露,除了已经开启量产的活塞发动机鸿鹏D160,针对eVTOL续航难题的混合增程产品系列预计将在今年11月珠海航展上展出,其中,HP600涡桨发动机、E300涡轮电动力系统均计划在明年内实现技术突破,尤其对于涡轮电增程系统,鸿鹏团队寄予了极大的期望,“在我们看来,纯电动力短期内无法支撑更长航程的飞行,因此还是需要传统动力的参与。经过两年多的研发投入,结合国内已成熟的新能源产业链基础,鸿鹏正在研发涡轮电增程方案,通过用发动机为电池供电续航来实现飞行器的空中增程。”


王进表示,这种把涡轮发动机和发动机相结合“将是对当前eVTOL整机研发影响最小的方案,而且还是能发挥分布式驱动的优势。”


(鸿鹏E300涡轮电增程系统设计图)


不管是哪种航空发动机研发,最重要的都是研发团队,在这方面,王进非常自豪,他介绍说,鸿鹏航空通过“老-中-青”的自有团队建设,通过返聘已退休的专家教授组成总师团队、行业骨干型人才组成高级工程师团队,再通过外派和实践培训青年工程师团队,充分面向客户和应用场景的实际需求,积极推动自主研发。同时,与国际合作伙伴和国内高校研究所进行技术交流和合作。王进提到,鸿鹏航空目前不仅在意大利联合设立了活塞发动机研发中心,还与国内高校和研究所通过联合实验室专项课题研究的方式对实际应用中的设计和工程问题开展技术攻关。


经过全体技术人员的努力,鸿鹏航空用4年时间迅速发展,通过国外研发中心研制的样机,与国内部分厂商进行技术对接和应用测试,再针对行业的中长期发展,鸿鹏航空坚持投入研发涡桨发动机产品,目前已规划330KW和600KW的两个功率等级,并计划在明年年底推出样机。


王进认为,未来的低空经济将主要由通航载人飞机、小型快递无人机和无人驾驶固定翼运输机构成,无人化将成为航空领域的重要趋势,而鸿鹏航空的技术路线和产品开发正是围绕这些应用场景进行的。展望未来,他动情地表示:鸿鹏航空将继续携手国内外合作伙伴,深化技术交流与合作,共同推动航空发动机技术的创新与突破,坚持低成本适航发动机原则,助力中国低空经济持续发展与产业落地。


鸿鹏航空Falcon Aerospace
鸿鹏航空创立于2020年,从事航空发动机的设计、研发、生产和维修保障业务,已推出D系列重油活塞发动机、G系列汽油活塞发动机、TP系列涡桨发动机和E系列混合动力系统,并在什邡、株洲和珠海落地了维修工厂、研发中心与活塞CKD工厂。