空中巴士推動次世代飛機混合動力系統,計畫2027年進行地面實證
歐洲飛機製造商空中巴士(Airbus)宣布,將與歐盟、英國與美國的科研與產業夥伴共同推進「大規模混合電力架構整合實證」(LEIA,Large Scale Integration Demonstrator of Hybrid Electrical Architecture)計畫,目標為下一代短至中程商用客機建立統一的高壓發電與配電、電池串接與能量管理系統,並在完成綜合測試後於2027年實施地面實證。空中巴士22日表示,此舉將把分散在零組件層級的電動化技術,提升至可對應整機應用與認證的成熟度。 LEIA獲得歐盟「潔淨航空聯合計畫」(Clean Aviation Joint Undertaking,歐盟資助的公私合營研發機制)支持,鎖定短/中程航機所需的高壓發電與配電技術,並強化與電池及能源管理的協同。空中巴士未來航機研究與技術負責人卡里姆·莫卡德姆(Karim Mokaddem)形容,LEIA邁入實證階段是未來飛機設計方式的重要轉捩點;透過整合且智慧化的混合電力架構,團隊正為新一代航機建立物理與數位的雙重基礎。他同時強調,產業變革不僅是引入新動力來源,更需在機艙內以近乎即時的方式調度電力、平衡各裝置的供需,打造新的運行生態。 按計畫內容,驗證範圍不限於電機與電池性能,而是把發電機、功率電子與控制器、配電設備、熱管理與緊急備援電力等關鍵子系統,作為單一整合架構加以測試,並同時考量航空認證與安全冗餘要求。這與業界長期推動的「更多電動化航空器」(More Electric Aircraft)路線相呼應:當液壓與機械裝置逐步以電動化部件取代,可望降低重量與維修負擔並提升能源效率。不過,相較汽車,航空電動化必須同時確保高功率與低重量、多重冗餘避免飛行中斷電,以及電池能量密度、熱管理與防火等嚴格門檻。 LEIA建立在先前「SWITCH」專案成果之上。該專案聚焦混合電力推進的關鍵子系統研發,柯林斯航太(Collins Aerospace)已於今年7月完成整合實驗室測試,參與單位還包括普惠(Pratt & Whitney)、GKN航太與德國MTU航發。經驗證的子系統現已移轉至空中巴士位於德國奧托布倫(Ottobrunn)的研發中心,展開「整機視角」的整合測試,涵蓋機體設計介面、電池串接與能源管理等。 在這一階段,團隊將把分別於實驗室通過測試的設備,連接在模擬真實飛機環境的條件下運作,並系統性檢驗高壓電壓波動、系統間干擾、過載情境與緊急狀態下的電力切換能力。空中巴士同時整合可擴充的起發合一機(motor-generator)、新一代功率電子與配電裝置,並與機上其他關鍵系統聯動測試,以確保未來可滿足適航與營運場景需求。 與僅驗證推進模組不同,LEIA重點在於整合並穩定「機上電力生態系」:自高壓電力的產生、儲存到分配的全流程管理。一旦此架構成熟,將為混合動力甚至全電動推進在實際航機應用鋪路。空中巴士規劃透過完整試驗計畫,於2027年完成地面實證,作為後續飛行測試與產品化決策的重要里程碑。 在應用前景上,空中巴士延續其分階段電動化策略,優先針對區域航線與短/中程航機推進;受限於能量需求與載重,長程大型客機全面電動化仍具挑戰。業界普遍以可持續航空燃料(SAF)與氫能概念作為燃料替代路徑,而混合電力架構則從「用能方式」著手,盡可能以更高效率管理與回收機上能源,兩者互為補充。 此次參與LEIA的機構跨越歐洲與英美,包含AVL、柯林斯航太、歐洲航太科學網絡(EASN)、德國弗勞恩霍夫研究協會、利勃海爾航太(Liebherr-Aerospace)、荷蘭航太中心(NLR)、賽峰集團(Safran)、法國電池商SAFT,以及英國華威大學與波蘭弗羅茨瓦夫科技大學等。跨國供應鏈協作下,如何在性能、系統整合與認證規範之間取得一致,被視為專案後續的重要課題。空中巴士表示,LEIA的實證成果可作為評估下一代短至中程客機電力架構與混合動力商轉時程的關鍵參考。
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