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西門子、空客和羅爾斯•羅伊斯三家公司今天宣布，他們將首開先河——利用大型飛機(jī)來測試混合動力電力推進(jìn)系統(tǒng)。一架100座BAe146飛機(jī)被作為飛行 試驗(yàn)平臺，計(jì)劃于2020年實(shí)現(xiàn)首飛。在接受《未來之窗》采訪時，西門子eAircraft業(yè)務(wù)部負(fù)責(zé)人Frank Anton博士和西門子eAircraft業(yè)務(wù)部E-Fan X項(xiàng)目經(jīng) 理Wulf Roscher與我們探討了這個革命性項(xiàng)目。eAircraft業(yè)務(wù)部負(fù)責(zé)開展西門子所有與電動飛機(jī)相關(guān)的業(yè)務(wù)。

三大*正在合力打造的E-Fan X是一架混合動力電動飛行客機(jī)測試版，它計(jì)劃于2020年飛上藍(lán)天。為此，西門子正在研發(fā)一個輸出功率為2兆瓦的電力 推進(jìn)系統(tǒng)，此舉有望打破輕型驅(qū)動系統(tǒng)的現(xiàn)有紀(jì)錄。這個推進(jìn)系統(tǒng)源自空客與西門子從2016年開始的合作，但E-Fan X本身將在該合作范圍之外研發(fā)。

鑒于西門子現(xiàn)有的eAircraft業(yè)務(wù)，這個項(xiàng)目對于西門子而言意味著什么？

Frank Anton：繼我們2016年與空客達(dá)成合作伙伴關(guān)系之后，這架大型飛行測試機(jī)將是eAircraft邁向混合動力電動飛機(jī)未來的一大步 。通過在飛行中測試這架測試機(jī)及其電力推進(jìn)系統(tǒng)，我們將學(xué)會如何讓這項(xiàng)顛覆性創(chuàng)新技術(shù)在航空領(lǐng)域大顯身手。

歸功于我們現(xiàn)有的面向無人機(jī)以及超輕型和輕型運(yùn)動類飛機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)，我們已經(jīng)涉足航空領(lǐng)域。不久前，我們還推出一個用于城市電動空中出租 CityAirbus的電機(jī)原型。

現(xiàn)在，我們正充分運(yùn)用在研發(fā)這些輸出功率級別的電機(jī)過程中積累的經(jīng)驗(yàn)，研制適用于座位數(shù)在50到100之間的混合動力電動商用飛機(jī)的解決方案。 這一發(fā)展將促使航空客運(yùn)降低噪聲，同時更具可持續(xù)發(fā)展性。

你們的計(jì)劃究竟是什么呢？

Wulf Roscher：eAircraft迄今為止開發(fā)的電力推進(jìn)系統(tǒng)，譬如，我們“創(chuàng)紀(jì)錄的驅(qū)動系統(tǒng)”，已經(jīng)擁有高達(dá)250千瓦的輸出功率。但現(xiàn) 在，我們正在開發(fā)適用于支線飛機(jī)的2兆瓦電力推進(jìn)系統(tǒng)，其功率約為Extra 330LE驅(qū)動系統(tǒng)的8倍。支線飛機(jī)機(jī)翼上將安裝4到8個這樣的電機(jī)，為飛機(jī)的螺 旋槳或渦扇提供動力。這架飛行測試機(jī)的電力推進(jìn)系統(tǒng)將從由機(jī)載渦輪機(jī)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)獲得動力。起飛和爬升的動力則來自擁有700千瓦輸出功率的鋰離子 電池。

Anton：我們的目標(biāo)是及時將測試機(jī)的4個渦輪噴氣發(fā)動機(jī)中的一個，更換為2兆瓦電力推進(jìn)系統(tǒng)，以按計(jì)劃在2020年實(shí)現(xiàn)首飛。這將 是這樣的大功率電機(jī)*用于推進(jìn)飛機(jī)！我們可以設(shè)想，在隨后的測試中，我們將再把一個渦輪發(fā)動機(jī)更換為電力推進(jìn)系統(tǒng)。

這樣強(qiáng)勁的驅(qū)動系統(tǒng)會不會很重、很占空間呢？盡管電動交通益處良多，但這樣的驅(qū)動系統(tǒng)是否高效呢？

Roscher：得益于我們在高級輕量化工程和高科技材料等領(lǐng)域開展的大量研究工作，我們將大幅降低驅(qū)動系統(tǒng)的尺寸和重量。盡管我 們之前的創(chuàng)紀(jì)錄電機(jī)已經(jīng)能夠持續(xù)實(shí)現(xiàn)高達(dá)5.2千瓦/公斤的功率密度，我們?nèi)韵Ｍ碌?兆瓦電機(jī)可以進(jìn)一步大幅提升這一性能。

Anton：秘訣不在于材料或拓?fù)?。我們所談?wù)摰倪@種超輕型推進(jìn)系統(tǒng)之所以能夠研發(fā)并制造成功，*是西門子PLM仿真軟件 SimcenterTM的功勞，它將所有已知的物理和技術(shù)影響納入考慮范圍。利用這項(xiàng)技術(shù)，我們通過迭代創(chuàng)建出數(shù)字化雙胞胎，從而以虛擬方式優(yōu)化我們的原型 機(jī)。這不僅加快了研發(fā)過程，也讓我們打造出更為強(qiáng)大的電機(jī)。

項(xiàng)目合作伙伴扮演了怎樣的角色？

Anton：空客將負(fù)責(zé)飛機(jī)總體集成和試飛，并將提供蓄電系統(tǒng)。羅爾斯•羅伊斯將提供一臺2. 5兆瓦渦輪發(fā)電機(jī)和集成電機(jī)，用來給我們的 電力推進(jìn)系統(tǒng)供電。除用于逆變器的電機(jī)之外，西門子還將提供配電系統(tǒng)。我認(rèn)為，三大*聯(lián)手打造的飛行測試機(jī)，將使我們朝著實(shí)現(xiàn)混合動力電動客機(jī) 跨歐洲航行的愿景更近一步！

Frank Anton博士：早在德國“青少年科研競賽”（Jugend forscht）上摘得大獎時，F(xiàn)rank Anton博士的事業(yè)便起步了。他曾在波鴻、 波恩和格勒諾布爾學(xué)習(xí)物理學(xué)。在西門子，他歷任粒子加速器研發(fā)人員、核磁共振成像技術(shù)研發(fā)主管、外科X光系統(tǒng)業(yè)務(wù)部總經(jīng)理、醫(yī)療設(shè)備銷售主管和牽 引供電單元業(yè)務(wù)主管，為技術(shù)進(jìn)步作出了重要貢獻(xiàn)?，F(xiàn)在他是eAircraft初創(chuàng)業(yè)務(wù)部主管，這讓他如魚得水，因?yàn)樗救司褪且幻駸岬娘w行員，酷愛駕駛 電動飛機(jī)測試機(jī)。

Wulf Roscher是一位電氣工程師，已為西門子效力23年之久。在此期間，他擔(dān)任過許多與自動化和驅(qū)動技術(shù)有關(guān)的職位。去年，他在 eAircraft擔(dān)任大功率驅(qū)動系統(tǒng)項(xiàng)目經(jīng)理。對他而言，這個充滿挑戰(zhàn)的職位不僅僅是一份工作。他認(rèn)為，以此為契機(jī)，可以大大減少對礦物燃料的依賴，從 而有助于為子孫后代留下一個生機(jī)勃勃的地球。在這方面，他每天都在為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)貢獻(xiàn)一己之力：騎自行車上班。

PC 適配器 USB A2 可將帶有 USB 接口的 SIMATIC 編程器/PC 和 PC 連接到 PROFIBUS 以及 SIMATIC S7 的多點(diǎn)接口 (MPI)。

可用于 Windows XP SP2 及更高版本，并支持所有 MPI 和 PROFIBUS 傳輸速率。

• USB 端口

• 帶 9 針 sub-D 插口的適配器，用于連接 PROFIBUS 或 MPI

PC 適配器 USB A2 可在 USB V1.1 端口以及 USB V2.0 或 USB V3.0 端口上使用。用戶可通過該適配器并借助于 PROFIBUS 和多點(diǎn)接口 (MPI) 來執(zhí)行編程器和 PC/OP 功能。每個編程器/PC/操作員面板僅可操作一個 USB A2 PC 適配器。

PC 系統(tǒng)的 USB 接口直接為 USB A2 PC 適配器供電。

以下軟件包支持 USB A2 PC 適配器：

• STEP 7

• TIA Portal

• NCM PC

• SIMATIC PDM

• Drive ES

診斷

三個 LED 燈可用于診斷 USB A2 PC 適配器。通過這些 LED 燈，可快速檢測各種工作狀態(tài)和信號狀態(tài)。

• 用于將帶有 RS485 接口的 PROFIBUS 節(jié)點(diǎn)連接到某個網(wǎng)段

• 傳輸速率從 9.6 kbit/s 至 12 Mbit/s。

• 安裝清晰、方便（可卡裝到 DIN 導(dǎo)軌上）

• 使用總線終端 12M 時，可清晰確定故障總線端接的位置

• 編程器可通過總線端子和編程器連接電纜連接，無需為 RS485 總線端子安裝另外的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

• 通過預(yù)裝配的集成的連接電纜進(jìn)行清楚，簡單的對 PROFIBUS 節(jié)點(diǎn)的連接

• 通過將 PROFIBUS 連接電纜連接到集成的接口進(jìn)行簡單的柜預(yù)布線

PROFIBUS 總線終端可以將總線工作站連接到 PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)。

• 用于 PROFIBUS 節(jié)點(diǎn)的預(yù)接線設(shè)備連接

• 用 Sub-D 插入式連接器通過插入輻射狀電線到 PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)的工作站的簡易連接

• 通過若干總線終端與 12M 總線終端的直接相互連接（每段zui多有 32 個工作站）執(zhí)行 MPI 連接。

可用的不同版本：

• 較大為1.5 Mbit/s時，
  總線終端 RS485

• 較大為12 Mbit/s時，
  12M 總線端子

適用于所有版本：

• IP20 外殼

• 墻壁安裝或安裝在深標(biāo)準(zhǔn) DIN 導(dǎo)軌上。

• 外部 6 針端子板，用于連接進(jìn)線、出線的總線電纜和等電位跨接導(dǎo)線。

• 集成連接電纜，帶有 Sub-D 接頭，用于節(jié)點(diǎn)的連接。

• 可通過旋轉(zhuǎn)開關(guān)將各種端接電阻進(jìn)行組合。

12M 總線終端有下列其他特征：

• 可通過旋轉(zhuǎn)開關(guān)來調(diào)節(jié)傳輸速率范圍。

• 借助于 9 針 Sub-D 插座、通過連接的 PROFIBUS 節(jié)點(diǎn) (5 V DC/90 mA) 向總線終端 12M 供電。

• 有關(guān)較大網(wǎng)段長度，參見技術(shù)規(guī)范。

• 在插入端接電阻時，輸入和輸出總線電纜斷開。

• 通過帶小 D 型插頭的集成式連接電纜連接相應(yīng)的站。

• 通過接線板可以方便地連接 LAN 電纜

• 終端用戶站掛失時，總線不會被中斷

• 可以采用集成式組合端接電阻器對總線進(jìn)行端接。

12M 總線終端有下列其他特征：

• 清晰定位某一區(qū)段內(nèi)的故障端接（安裝組合電阻器時，會將進(jìn)入和離開的總線電纜分隔開）