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西門(mén)子、空客和羅爾斯•羅伊斯三家公司今天宣布，他們將首開(kāi)先河——利用大型飛機來(lái)測試混合動(dòng)力電力推進(jìn)系統。一架100座BAe146飛機被作為飛行 試驗平臺，計劃于2020年實(shí)現首飛。在接受《未來(lái)之窗》采訪(fǎng)時(shí)，西門(mén)子eAircraft業(yè)務(wù)部負責人Frank Anton博士和西門(mén)子eAircraft業(yè)務(wù)部E-Fan X項目經(jīng) 理Wulf Roscher與我們探討了這個(gè)革命性項目。eAircraft業(yè)務(wù)部負責開(kāi)展西門(mén)子所有與電動(dòng)飛機相關(guān)的業(yè)務(wù)。

三大*正在合力打造的E-Fan X是一架混合動(dòng)力電動(dòng)飛行客機測試版，它計劃于2020年飛上藍天。為此，西門(mén)子正在研發(fā)一個(gè)輸出功率為2兆瓦的電力 推進(jìn)系統，此舉有望打破輕型驅動(dòng)系統的現有紀錄。這個(gè)推進(jìn)系統源自空客與西門(mén)子從2016年開(kāi)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(mén)子現有的eAircraft業(yè)務(wù)，這個(gè)項目對于西門(mén)子而言意味著(zhù)什么？

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

歸功于我們現有的面向無(wú)人機以及超輕型和輕型運動(dòng)類(lèi)飛機的驅動(dòng)系統，我們已經(jīng)涉足航空領(lǐng)域。不久前，我們還推出一個(gè)用于城市電動(dòng)空中出租 CityAirbus的電機原型。

現在，我們正充分運用在研發(fā)這些輸出功率級別的電機過(guò)程中積累的經(jīng)驗，研制適用于座位數在50到100之間的混合動(dòng)力電動(dòng)商用飛機的解決方案。 這一發(fā)展將促使航空客運降低噪聲，同時(shí)更具可持續發(fā)展性。

你們的計劃究竟是什么呢？

Wulf Roscher：eAircraft迄今為止開(kāi)發(fā)的電力推進(jìn)系統，譬如，我們“創(chuàng )紀錄的驅動(dòng)系統”，已經(jīng)擁有高達250千瓦的輸出功率。但現 在，我們正在開(kāi)發(fā)適用于支線(xiàn)飛機的2兆瓦電力推進(jìn)系統，其功率約為Extra 330LE驅動(dòng)系統的8倍。支線(xiàn)飛機機翼上將安裝4到8個(gè)這樣的電機，為飛機的螺 旋槳或渦扇提供動(dòng)力。這架飛行測試機的電力推進(jìn)系統將從由機載渦輪機驅動(dòng)的發(fā)電機獲得動(dòng)力。起飛和爬升的動(dòng)力則來(lái)自擁有700千瓦輸出功率的鋰離子 電池。

Anton：我們的目標是及時(shí)將測試機的4個(gè)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機中的一個(gè)，更換為2兆瓦電力推進(jìn)系統，以按計劃在2020年實(shí)現首飛。這將 是這樣的大功率電機*用于推進(jìn)飛機！我們可以設想，在隨后的測試中，我們將再把一個(gè)渦輪發(fā)動(dòng)機更換為電力推進(jìn)系統。

這樣強勁的驅動(dòng)系統會(huì )不會(huì )很重、很占空間呢？盡管電動(dòng)交通益處良多，但這樣的驅動(dòng)系統是否高效呢？

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(kāi)展的大量研究工作，我們將大幅降低驅動(dòng)系統的尺寸和重量。盡管我 們之前的創(chuàng )紀錄電機已經(jīng)能夠持續實(shí)現高達5.2千瓦/公斤的功率密度，我們仍希望新的2兆瓦電機可以進(jìn)一步大幅提升這一性能。

Anton：秘訣不在于材料或拓撲。我們所談?wù)摰倪@種超輕型推進(jìn)系統之所以能夠研發(fā)并制造成功，*是西門(mén)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。利用這項技術(shù)，我們通過(guò)迭代創(chuàng )建出數字化雙胞胎，從而以虛擬方式優(yōu)化我們的原型 機。這不僅加快了研發(fā)過(guò)程，也讓我們打造出更為強大的電機。

項目合作伙伴扮演了怎樣的角色？

Anton：空客將負責飛機總體集成和試飛，并將提供蓄電系統。羅爾斯•羅伊斯將提供一臺2. 5兆瓦渦輪發(fā)電機和集成電機，用來(lái)給我們的 電力推進(jìn)系統供電。除用于逆變器的電機之外，西門(mén)子還將提供配電系統。我認為，三大*聯(lián)手打造的飛行測試機，將使我們朝著(zhù)實(shí)現混合動(dòng)力電動(dòng)客機 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(shí)，Frank 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)習物理學(xué)。在西門(mén)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光系統業(yè)務(wù)部總經(jīng)理、醫療設備銷(xiāo)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?，F在他是eAircraft初創(chuàng )業(yè)務(wù)部主管，這讓他如魚(yú)得水，因為他本人就是一名狂熱的飛行員，酷愛(ài)駕駛 電動(dòng)飛機測試機。

Wulf Roscher是一位電氣工程師，已為西門(mén)子效力23年之久。在此期間，他擔任過(guò)許多與自動(dòng)化和驅動(dòng)技術(shù)有關(guān)的職位。去年，他在 eAircraft擔任大功率驅動(dòng)系統項目經(jīng)理。對他而言，這個(gè)充滿(mǎn)挑戰的職位不僅僅是一份工作。他認為，以此為契機，可以大大減少對礦物燃料的依賴(lài)，從 而有助于為子孫后代留下一個(gè)生機勃勃的地球。在這方面，他每天都在為實(shí)現這一目標貢獻一己之力：騎自行車(chē)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(hù)可通過(guò)該適配器并借助于 PROFIBUS 和多點(diǎn)接口 (MPI) 來(lái)執行編程器和 PC/OP 功能。每個(gè)編程器/PC/操作員面板僅可操作一個(gè) USB A2 PC 適配器。

PC 系統的 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(gè) LED 燈可用于診斷 USB A2 PC 適配器。通過(guò)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 節點(diǎn)連接到某個(gè)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 導軌上）

• 使用總線(xiàn)終端 12M 時(shí)，可清晰確定故障總線(xiàn)端接的位置

• 編程器可通過(guò)總線(xiàn)端子和編程器連接電纜連接，無(wú)需為 RS485 總線(xiàn)端子安裝另外的網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)。

• 通過(guò)預裝配的集成的連接電纜進(jìn)行清楚，簡(jiǎn)單的對 PROFIBUS 節點(diǎn)的連接

• 通過(guò)將 PROFIBUS 連接電纜連接到集成的接口進(jìn)行簡(jiǎn)單的柜預布線(xiàn)

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

• 用于 PROFIBUS 節點(diǎn)的預接線(xiàn)設備連接

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

• 通過(guò)若干總線(xiàn)終端與 12M 總線(xiàn)終端的直接相互連接（每段zui多有 32 個(gè)工作站）執行 MPI 連接。

可用的不同版本：

• 較大為1.5 Mbit/s時(shí)，
  總線(xiàn)終端 RS485

• 較大為12 Mbit/s時(shí)，
  12M 總線(xiàn)端子

適用于所有版本：

• IP20 外殼

• 墻壁安裝或安裝在深標準 DIN 導軌上。

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

• 集成連接電纜，帶有 Sub-D 接頭，用于節點(diǎn)的連接。

• 可通過(guò)旋轉開(kāi)關(guān)將各種端接電阻進(jìn)行組合。

12M 總線(xiàn)終端有下列其他特征：

• 可通過(guò)旋轉開(kāi)關(guān)來(lái)調節傳輸速率范圍。

• 借助于 9 針 Sub-D 插座、通過(guò)連接的 PROFIBUS 節點(diǎn) (5 V DC/90 mA) 向總線(xiàn)終端 12M 供電。

• 有關(guān)較大網(wǎng)段長(cháng)度，參見(jiàn)技術(shù)規范。

• 在插入端接電阻時(shí)，輸入和輸出總線(xiàn)電纜斷開(kāi)。

• 通過(guò)帶小 D 型插頭的集成式連接電纜連接相應的站。

• 通過(guò)接線(xiàn)板可以方便地連接 LAN 電纜

• 終端用戶(hù)站掛失時(shí)，總線(xiàn)不會(huì )被中斷

• 可以采用集成式組合端接電阻器對總線(xiàn)進(jìn)行端接。

12M 總線(xiàn)終端有下列其他特征：

• 清晰定位某一區段內的故障端接（安裝組合電阻器時(shí)，會(huì )將進(jìn)入和離開(kāi)的總線(xiàn)電纜分隔開(kāi)）