MagniX：电推进领域的新星

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Eviation公司Alice电动飞机。

MagniX使用赛斯纳凯旋飞机实验台对Magni 250电动机进行地面测试。

超导电动机Magni Alpha。

中国航空报讯：航空电推进领域的竞争正在愈演愈烈。根据著名咨询公司罗兰贝格航空和防务咨询公司去年的一项研究，截至去年8月底全球有超过100个电推进飞机项目，波音、空客等传统飞机制造商，罗罗、赛峰等传统发动机企业均在该领域进行了布局。值得注意的是，大量的创业企业也看好这个领域，在电动飞机整机研发，发电机、电动机等关键部件研发方面投入了大量资源。其中， 澳大利亚MagniX公司就是电动机领域冉冉升起的一颗新星。

MagniX公司是电推进技术领域的重要公司，旨在通过改变飞机的动力形式从而彻底改变商业航空的发展方式。MagniX拥有一支世界级工程师团队，成员来自空客、波音、谷歌、GE、利勃海尔、UTC、特斯拉等知名公司，希望共同推动航空推进系统的革命。MagniX公司2015年成立，总部位于澳大利亚，2018年公司决定进军美国，在美开设全球总部和第二个工程中心。目前，公司总部已从澳大利亚布里斯班迁至华盛顿州大西雅图地区东部边缘的雷德蒙市，这里也是微软以及任天堂美国公司的所在地。

为了打造电推进动力装置供应商的领先地位，该公司采取了传统飞机电气化改装和为新型电动飞机供应动力2种发展路线，同时还瞄准超导电机积极谋划长远发展。在今年2月，MagniX与加拿大短途航空运营商海港航空合作，计划采用大功率Magni500电动机对海港航空机队的“海狸”飞机进行电推进改装；4月22日， 该公司宣布将为以色列飞机制造商Eviation公司的9座全电动飞机Alice提供轻型Magni250电动机。与此同时，MagniX公司瞄准电推进发展的未来， 正在开展超导电动机Magni Alpha的研究。

传统飞机电气化改装

——Magni500大功率电动机

在传统飞机电气化改装的道路上，MagniX选择了与加拿大短途航空运营商海港航空合作，采用Magni500电动机替换DHC-2“海狸”飞机原有的星形活塞发动机，改装后的电推进海狸飞机预计将于今年11月首飞，航程约100英里（161千米）。

Magni500电动机重265磅（120千克），输出功率可达560千瓦，功率密度4.6千瓦/千克，效率93.8%，转速为1900转/分。电推进系统解决方案还包含电机控制器、逆变器以及名为Xbrain的智能控制系统。

在MagniX公司看来，传统飞机电气化改装工作比业界想象的要简单。MagniX首席执行官罗伊·甘扎斯基表示：“我们要做的就是把原来的大发动机换成一台电动机和电力电子设备， 再把油箱换成电池，顺便在驾驶舱加几块屏幕，电动飞机就改成了。”

虽然听起来很简单，但改装的收益却十分优异。首先，相比于复杂的活塞发动机，Magni500电动机仅有1个活动部件，其磨损和故障大大降低；其次，能源成本大幅下降，对于10名乘客、100英里（161千米）的飞行，原有飞机大致要消耗400美元的燃油，而电动机消耗仅12美元。上述两点会显著降低航空公司的运营成本， 据MagniX估计， 改装后飞机5年内生命周期成本较当前可以降低70%～80%。

为新型电动飞机供应动力

——Magni250轻型电动机

MagniX公司并不满足于传统飞机的电气化改装， 该公司选择了Eviation公司设计的全复合材料电动飞机Alice， 计划采用Magni250轻型电动机为其提供动力。

Magni250电动机仅重约130磅（60千克），转速1900转/分，输出功率280千瓦，功率密度4.6千瓦/千克， 效率93.8%。2018年9月，MagniX公司使用赛斯纳凯旋飞机作为铁鸟实验台，对Magni 250电动机进行地面测试

Alice将装配3台Magni 250电动机，各驱动一个螺旋桨提供动力， 设计巡航速度为240海里/时（ 约444千米/时），航程为565海里（约1046千米）。由于动力装置的轻质特性，Alice可以携带重约3吨的电池，存储能量达到900千瓦时。

相比于传统飞机改造，新型飞机开发过程要花费更多的时间。Alice的FAA审定预计将在2021年开展，并于2022年交付用户。Alice还将使用西门子提供的SP260D电动机，该电动机的功率为260千瓦，功率密度5.2千瓦/千克。

上述MagniX与Eviation和海港航空的合作显示了该公司对短途航空市场的关注。甘扎斯基称之为“中间英里，对于驾车而言这一距离较远， 对飞机而言又较近，例如从西雅图到斯波坎的旅途需要约4到5小时车程， 而两地间航班价格高达500美元。根据MagniX的市场调查，目前大约有2000家运营商在类似距离的航线上运营，载客8至15人，航程多在100英里（161千米）以内。短途航线的机票单价（价格与距离之比）往往比长途航线昂贵，而且其运行频率也较低， 为了优化运营成本，航空公司通常采用载客量较小的飞机执飞这些短途航线。而采用电推进可以大幅降低短途航空的运营成本，使得小型飞机可以更频繁执飞航线，甚至促进按需服务的兴起。

Eviation公司与MagniX的合作始于2018年第三季度，而据美国证券交易委员会提交的一份文件显示，今年1月MagniX的母公司克莱蒙集团向Eviation公司投资了7600万美元。目前，Eviation针对Magni250电动机的测试已经开展了超过1500小时， 并进行了极端环境等测试项目，预计Alice飞机将于年内投产，并且已经获得了来自美国的意向订单。

在接下来的一年中，MagniX计划建立一条移动装配线，将电动机生产能力从目前的30台/年提升到数百台/年。

电推进技术的未来

——超导电动机Magni Alpha

随着电动机功率的不断提高，功率密度和热管理成为限制其发展的重要因素。超导技术以其高载流、低热负载特性，成为未来电动机、发电机的重要发展方向。超导电动机采用超导励磁绕组取代常规金属线圈，在超导温度下具有零电阻特性，载流能力远大于常规金属导线，可产生极强的磁场强度，从而大幅提高功率密度， 降低振动噪声和热负载。

MagniX提出了Magni Alpha超导电动机概念，其设计功率密度高达25千瓦/千克，是当前先进电动机功率密度的5倍。未来投入商业应用后， 超导电动机技术将有效降低推进系统的体积和重量，大幅提高推进效率。

在当前技术水平下，小型超导电动机还面临着诸多技术难题。例如超导磁体工作温度一般为数十K，需要由外部低温冷却系统提供冷媒，从而对超导磁体进行冷却、维持超导磁体的超导状态，这对环控系统提出了极高的要求。