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英国“暴风”未来战斗机要求具备定向能武器、先进传感器与数据系统等，对电力系统提出了更高的要求。
英国苏帕凯特公司的全电驱动全地形车辆 战场电气化的发展现状 1．航空装备电气化 美空军早在二战期间就提出了“基于电力的飞机”（Electrically-based Aircraft）概念，设想了未来电气化的飞机架构。随着电力电子等相关基础技术的发展，20世纪70至80年代洛克希德公司率先提出了全电飞机概念，随后相关主要航空制造商开展了多电化技术研究，有力推动了航空装备电气化进程。 在相关技术和行业发展的推动下，美空军于20世纪90年代初提出了多电飞机发展计划，1992年联合航空指挥官小组组织了来自50余家航空制造企业、研究机构、高校及来自多军种的专家，建立“电动飞机联合计划组”（MEAJPT），开展多电飞机基础技术研究、原理样机研制和系统就成试验等工作。相关成果已应用于美国多个航空装备型号，例如F-22飞机应用了固态配电技术，F-35飞机应用了固态配电、电静液作动、外装式起动／发电技术等。 为了进一步提高F-35效能、降低研发和工程研制阶段的技术和周期风险，美空军于1995年实施了“联合攻击机综合子系统演示验证”（J/IST）计划，涵盖了容错式高压直流发电/管理和配电系统（采用270伏高压直流电力体制、双通道开关磁组起动/发电机）、热/能量综合管理系统（辅助动力装置APU、应急动力装置EPU、起动/发电机、环控系统的综合）等多项电气化关键技术。 随后美空军实验室开展了为期10年的“飞行器能量综合技术”（INVENT）计划，自2008年招标启动至2018年初完成，美国主要航空主机制造商（波音、洛马、诺格）、发动机制造商（通用电气、普惠、罗罗北美）、机载系统制造商（汉胜、派克、穆格、霍尼韦尔）等均参与了INVENT计划。该计划关注3大子系统，包括鲁棒电源系统、自适应动力与热管理系统、高性能电作动系统，开展了模型开发、仿真分析、系统综合、地面演示验证等研究。 INVENT计划完成后，美空军进一步提出“下一代热、电力与控制”（NGT-PAC）计划，增进对未来机载电力系统的认识，从主机和发动机两个角度评估其技术可行性，并开展演示验证。该项目被列为“绝密”级别，项目周期7年，内容包括电力与热管理架构综合研究、电力系统研究等多个领域，涵盖鲁棒高效电源管理、先进电力控制与分配技术等技术内容。 在开展多电技术研究的同时，以NASA、美国防部国防预先研究计划局（DARPA）、美空军研究实验室为代表的研究机构和以空客、罗罗为代表的企业正在开展电推进技术研究。NASA开展了X-57全电推进演示验证计划，资助开发兆瓦级电机和电力电子设备研究，建设24兆瓦、4.5千伏电推进飞机试验台（NEAT）。空客在电动通用飞机研究基础上与罗罗公司合作开展E-Fan X支线级混合电推进演示验证计划，测试2.5兆瓦发电机、2兆瓦电机、3千伏高压电网等技术。NASA与波音在“航空推进系统研究与技术”（RTAPS）项目下，共同研究提出了N3-X未来干线分布式超导涡轮电推进飞机概念，由2台涡轴发动机输出轴功率、利用超导发电机为系统提供电能，驱动15台嵌入机身后部的超导电机产生推力，同时配电系统、电缆也将广泛采用高温超导技术，一方面保证极高的能量效率，另一方面可显著降低系统重量。在民用航空市场的巨大投资驱动下，相关关键技术能够得到快速发展，有望迅速应用于武器装备领域。
英国奎奈蒂克公司的轮内电动轮毂驱动技术 2013年，DARPA启动了“垂直起降实验飞机”（VTOL X）计划，由极光飞行科学公司（Aurora Flight Sciences，现属波音）、罗罗公司和霍尼韦尔公司合作开发名为XV-24的分布式电推进倾转翼垂直起降飞机。XV-24具有24个电机驱动的变距涵道风扇，可实现垂直起降并转换为平飞巡航模态。但由于霍尼韦尔在1兆瓦发电机研发过程中遇到了热管理困难、同时DARPA没有找到合适的军方合作项目，因而DARPA于2018年年初取消了该计划。 2020年美国航空航天学会科技大会（AIAA SciTech Forum and Exposition）上，美空军研究实验室展示了一款分布式混合电推进飞机概念模型。这一概念采用分布式电推进布局，驾驶舱上方设置有鸭翼，同时采用无尾布局。机翼分段，内侧为平直盒状翼，分隔为7组涵道，采用分布式电推进系统提供动力；机翼外侧为常规后掠翼。根据NASA此前公布的类似概念方案推测，内、外翼连接处结构可容纳内燃机驱动的发电机系统，为推进系统提供电力。考虑到混合电推进技术能够有效提高能量效率、降低噪声，因此可推测该飞机概念作为运输机可获得良好收益，一方面保证较大航程，另一方面降低在战场上的噪声特征。 2．地面装备电气化 美陆军针对战场电气化设定了10年发展目标，要求完成全部设备的电气化。美陆军坦克车辆研究开发工程中心开展了“下一代作战车辆”（NGCV）计划，计划于2022年前完成2辆坦克原型机。 英国国防科学技术实验室（Dstl）于2019年9月11日宣布投资320万英镑，开展未来地面作战车辆研究，核心内容为地面装备电驱动解决方案。该项目由奎奈蒂克公司（QinetiQ）牵头开展，将采用轮内电动轮毂驱动（In-wheel electric hub drive）技术，同时探索电力和液压主动悬架控制、车辆地形扫描传感、激光雷达等技术。通过电驱动技术的应用，有效提高作战车辆的操作性和战术机动性，同时提高能量效率。该研究计划为期3年，分为2个阶段。第一阶段将为期1年，重点是概念研究和建模；第二阶段为期2年，开展原型机设计与测试。参与研究的机构还包括克兰菲尔德大学、威廉姆斯高级工程学院、霍斯特曼防御系统（军用车辆悬架领域专业公司）等。 |
