2020年，飛控系統技術繼續向著自動化、自主化方向發展，取得了一系列進展。航空機電技術圍繞多電/全電技術和電推進技術的需求，先進電機技術向著高功率、高功率密度方向發展，同時新型電力器件不斷推陳出新。 飛行自動化技術進展明顯 空客公司的“自主滑行、起飛和著陸”項目是空中客車公司“第五代駕駛艙”計劃的第一個已知項目，始于2018年1月，為期兩年，目的是讓機組人員有更多時間和精力來分析態勢。無論機場是否有著陸輔助設施，該系統都能讓飛機自動著陸，而機組人員只需關注整個態勢。通過計算機視覺，飛機將不再依賴外部的系統。2019年12月，作為“自主滑行、起飛和著陸”項目的一部分，空客公司用一架改裝的A350-1000在圖盧茲進行了8次自動起飛試驗，試驗中采用了圖像識別系統來完成起飛任務。2020年1月，空客公司又開展了自主著陸試驗。2020年6月，空客成功實現了世界上首次民航客機采用基于計算機視覺引導的自動滑行、起飛、降落試飛。一架改裝的A350在毫無飛行員手動干涉的情況下，全程完成自主滑行、自動起飛、自動航線飛行、自動降落，全程完全不依賴地面導航著陸系統。 2020年3月，Skyryse公司發布了新的FlightOS自動化飛行系統。這種新型自動化飛行系統可擴大飛機的飛行包線，且能緩解飛行員技能欠缺的問題。FlightOS系統可進行改裝并配裝到任何固定翼飛機或旋翼機上，還可集成新的設計，包括為城市空運等應用開發的電動垂直起降飛機。FlightOS系統將機載計算機與驅動飛行控制舵機的硬件結合在一起，不僅能減少飛行員工作負荷，同時也能幫助飛行員更安全地飛行。在FlightOS系統的協助下，飛行員可以通過觸摸屏平板電腦和操縱桿實現飛行控制操作，讓機載計算機控制飛行包線，管理機身的結構和空氣動力學操作限制。該系統還可以與飛機的雷達和傳感器實現連接，保持實時態勢感知。 瑞士聯邦材料測試與研究實驗室和德國航空航天中心聯合開發了名為“低噪聲增強系統”的飛機輔助著陸系統，該系統不僅能通過配置在座艙內的顯示器提醒飛行員需要進行的操縱動作，而且能計算出飛機進場的最佳高度、下降速度、最佳空速和最佳飛行姿態，及時提供調整建議。2019年9月，在瑞士天空實驗室基金會的組織下，研究人員利用加裝LNAS輔助系統的空客A320先進技術研究飛機在蘇黎世機場14號跑道進行了90次的進場著陸測試，并對70次進場著陸數據進行比較、分析和評估。測試結果已上報瑞士聯邦民航局，該系統準備在2020年投入生產。飛行數據評估表明，使用LNAS輔助系統的飛機進場航線比不使用LNAS輔助系統的航線明顯平穩、準確，空速變化也更加流暢。加裝LNAS輔助系統的飛機進場時完全不需要使用加大噪音的飛機剎車裝置。2020年7月，DLR將啟動了“終端機動區域動態構型調整”（DYNCAT）高級研究計劃開展后續研究。 貨運無人機自主飛行成為發展趨勢 2020年8月，位于美國舊金山的無人駕駛飛行初創企業Xwing公司在進行了多次塞斯納208B單螺旋槳飛機無人自主飛行試驗，成功完成了這種飛機的自主飛行系統測試。Xwing公司的無機自主飛行系統能夠在現有任何類型飛機平臺上改裝實現，與飛機機載飛行控制系統集成。通過將自主飛行系統的檢測/規避傳感器與飛機導航/控制軟件相結合，可生成飛行路徑，與空中交通管制系統實時通信，保障飛機飛行安全。 2020年10月，英國布里頓-諾曼公司和藍熊公司宣布將開展戰略合作，以便在2020年代中期實現貨運飛機自主飛行。布里頓-諾曼公司開發的“島民”飛機具有短距起降能力，適應性強，可承擔客貨運輸、醫療后送以及搜索救援等任務。藍熊公司是一家無人系統管理服務提供商，其第五代開放式航空電子設備已在單個無人機和蜂群無人機上進行了演示，這也是英國進行的首例此類演示。從2020年10月開始，藍熊公司和布里頓-諾曼公司共同實施“島民”飛機的自主化。該項目的第一個節點采用自主副駕駛模式進行單飛行員操作演示。預計該模式將在2020年代中期投入使用，并將為支線航空運營商帶來顯著的效率提升和成本節約。 2020年10月21日，霍尼韋爾公司宣布將為蝙蝠飛機公司NuuvaV300自主貨運無人機提供高度集成的電傳飛控解決方案。NuuvaV300是一種長航程、大載荷、自主飛行無人機，采用全電動垂直起降技術，無需跑道且運營成本遠較直升機低。該機最大有效載荷約300千克，航程300千米?；裟犴f爾公司可提供多種電動飛機技術和產品，包括動力、電池、飛控、數據鏈、傳感器等，合作方包括以色列Eviation、英國垂直航空航天公司、德國Volocopter公司、美國Jaunt公司等。 AS2超聲速公務機選定飛控系統供應商 2020年7月，美國Aerion超聲速飛機公司選定柯林斯航空航天系統公司聯合開發控制AS2超聲速公務機前緣襟翼、升降副翼、水平穩定器和方向舵的作動系統?？铝炙购娇蘸教煜到y公司計劃由位于英國伍爾弗漢普頓和法國弗農的作動系統卓越中心承擔AS2飛控作動系統的開發設計工作。 2020年9月，Aerion超聲速飛機公司選定BAE系統公司為AS2超聲速公務機研制電傳飛行控制系統。BAE系統公司將設計、開發和集成包括該型飛機的主動控制器在內的電傳飛控系統。主動控制器可通過飛行操縱桿向飛行員提供靜態和動態觸覺力反饋，以警告飛行員注意結構或空氣動力極限，從而提高態勢感知能力，幫助飛行員保持穩定的飛行。 先進電機技術發展迅速 2020年1月，美國萊特電氣公司宣稱，針對186座“萊特1號”電推進飛機需求開展1.5兆瓦電機研發，計劃于2021年開展電機地面測試，2023年開展飛行測試，并于2030年投入應用?！叭R特1號”飛機將采用分布式電推進系統，該系統將使用10臺到14臺當前研發的1.5兆瓦電機。萊特電氣公司還將研發3千伏逆變器，并正在與BAE系統公司開展洽談，合作開發電動飛機的飛行控制和能量管理系統。 2020年2月，日本IHI公司在“下一代發動機電動化系統研究開發”項目中聯合日本國內多家公司開發了可置于噴氣式發動機尾椎中的250千瓦級發電機?！跋乱淮l動機電動化系統研究開發”項目是日本新能源產業技術聯合開發機構資助的“飛機先進系統實用化計劃”的一部分。嵌入式發電機技術需要解決的主要問題是如何提高電機的耐熱性，對電機材料和元器件都有著較高的要求。日本此次技術突破就得益于其先進的材料技術。 2020年7月，俄羅斯SuperOx公司完成首次高溫超導電動機測試。在測試過程中，高溫超導電動機僅由高功率電池供電。此次試驗可以確認，超導電動機可以在飛機起飛和著陸模式以及緊急模式下用作動力裝置。在2020年底或2021年之前，SuperOx公司計劃開始在飛行實驗室中測試高溫超導電動機。據估計，高溫超導技術可以使電動機和其供電系統的效率達到98%。SuperOx公司計劃研制功率高達500千瓦的超導裝置。這種新型超導推進系統將成為巴拉諾夫中央航空發動機研究院開發的混合動力裝置的一部分。 美國能源部能源高級研究計劃署選擇先進磁實驗室（AML）公司，開發用于商用電動飛機的高功率密度、超高效率推進系統電機以及相應的電機控制器和熱管理系統。該計劃綜合了AML公司的新型永磁轉子/定子技術、集成電力電子技術和冷卻技術，使得電推進系統功率密度可能達到12千瓦/千克。AML公司的解決方案主要包括如下內容：基于AMLPM-360磁體的雙永磁轉子技術，強化熱管理能力以提高定子線圈電流密度，高功率密度功率轉換器技術，閉環冷卻系統。基于上述關鍵技術，開發新型輕質、超高效電驅動動力總成（包括電機、控制器及熱管理系統）。 航空電力器件推陳出新 2020年2月，歐盟“潔凈天空”計劃下“先進智能電網配電系統”項目結束。該項目的重點為電源系統和電力電子技術，目標為設計、開發和制造具有自動變換功能的創新性直流—直流模塊化變換器。變換器裝置的設計采用寬禁帶器件的尖端技術，能夠實現非常高的效率和可控性，并使其重量和體積最小化。該變換器經過密集的測試之后，于2020年2月底，由項目協調單位諾丁漢大學交付給萊昂納多飛機分部，作為其創新的“鐵鳥”設施的一部分進行進一步的集成和測試。“先進智能電網配電系統”開發的概念將使得需要安裝在飛機上的電力變換器數量顯著減少。此外，與現有解決方案相比，所需的每個變換器重量都將大大減輕，從而大大減輕電源系統整體重量。 2020年5月，Vicor公司發布DCM5614變流器，這是一種隔離型、可調節的270伏到28伏直流變流器，其輸出功率額定值為1300瓦，可提供無與倫比的451瓦/立方英尺功率密度，重量僅為178克，支持對功率密度、重量和效率具有高要求的先進的機載、艦載和無人機系統。DCM5614變流器效率達96%，可顯著降低功耗，具有創新的平面設計的VIA封裝，可支持多種冷卻策略以提高熱性能。這種變流器各模塊易于并聯增加功率，或堆疊以增加輸出電壓，其低剖面模塊適于在底盤或印刷電路板進行安裝，可將直流變流器、浪涌保護和可選的模擬或數字通信加以集成。 2020年7月，Radiant公司發布專為飛機使用的新型雙USB-C和USB-A充電器。新型充電器產品具有雙端口和高達3.0安的充電率，易于安裝，非常適合任何試驗或超輕型飛機使用。據悉，Radiant公司在為飛機提供專業USB充電器方面有著豐富的經驗，已售出數百件產品，無投訴或退貨。這些產品功能多，包括USB-C和USB-A端口，3.0安和2.4安充電能力，可在最高可達3.8安、9至16伏電壓下完成操作，每端口周圍都配有光環照明，具有過電壓、過電流和蓄電池反向檢測能力，可進行ESD和短路檢測，具有10000次插入循環壽命。 |
