燃油发电+电驱架构在eVTOL中的热管理共形设计与空气动力学整合

  作为其核心载体正迎来蒸蒸日上。然而，纯电动技术在单位体积内的包含的能量与续航能力上的局限，使得增程式发电配套系统成为突破当前技术瓶颈的关键路径。该系统通过创新的，为eVTOL提供了兼顾长续航与低排放的解决方案，而其中的油冷技术与燃油系统更是保障总系统稳定运行的核心。

  增程式发电配套系统是一种创新的混合动力架构，其核心设计理念在于将燃油的高单位体积内的包含的能量与电驱动的灵活性和高效性相结合。该系统从根本上解决了当前eVTOL面临的续航挑战——如今锂电池的单位体积内的包含的能量天花板（200-300Wh/kg）直接制约了航程拓展，导致纯电动eVTOL的典型航程仅为50-100公里。

  增程式发电系统主要由高效微型涡轮发电机（MTG）或转子发动机、发电机组、能量管理系统和电池储能系统组成。这与增程型电动车的技术原理一脉相承，都属于“电力驱动为主、燃油发电为辅”的技术路线。

  工作中，燃油在发动机中燃烧产生机械能，驱动发电机将化学能转化为电能，一方面直接驱动电动机推进飞行器，另一方面为电池组充电以应对高功率需求场景。这种系统布局使得eVTOL能够像增程式电动车一样，在电池的电量耗尽后继续行驶数百公里，而不必停车寻找充电的地方。

  这种智能能量管理策略，使得eVTOL能够最大化能源利用率，明显降低经营成本，同时兼容生物燃油或合成燃料，使碳排放锐减至传统飞行器的30%以下。

  在增程式发电系统中，冷却技术的有效性直接决定了系统性能与可靠性。尤其是油冷技术，作为解决高功率密度电机散热挑战的关键手段，在总系统的热管理中扮演着至关重要的角色。

  先进的eVTOL增程系统采用双重散热机制，以应对飞行环境中的严苛热挑战。以一款无人机双散热油电混合动力系统为例，该系统同时结合了风冷和液冷两种散热方式。

  具体而言，该系统包括一个安装在电机外壳外壁的风扇，该风扇直接与电机轴连接，随着电机运转提供持续的气流冷却。同时，系统还包含一个特殊设计的水箱，该水箱由油箱和散热液体层组成，散热液体层直接与发动机缸头连接，通过液冷方式对关键高温部件进行高效散热。

  针对航空应用的特殊需求，eVTOL冷却系统在结构上进行了创新设计。一项2023年的专利展示了一种与电机臂共形的散热水箱结构，这种设计将散热水箱完美集成到电机臂前整流罩中，不需要在飞机结构外部额外布置散热器，也不需要开设冷却风道，明显降低了飞行阻力。

  燃油泵是增程式发电系统的“心脏”，负责确保持续、稳定、精确的燃油输送，其性能直接影响到总系统的可靠性与效率。

  针对eVTOL增程系统的高要求，湖南泰德航空自主研发的电动燃油泵采用了一系列创新设计，适用于多类型的电控发动机的无人机燃油系统，通过供油组件提高对发动机的燃油供给压力，然后通过压力调节组件调节燃油供给压力，以满足电控发动机的高油压供给需要。

  为提高系统可靠性，湖南泰德航空自主研发的电动燃油泵系统采用双泵冗余设计。一种无人机燃油泵工作控制系统主要是采用主油泵和副油泵串联的架构，主油泵单向阀和副油泵单向阀也采用串联方式。

  独立控制架构：主油泵工作由位于第一控制器内的主油泵测控单元独立控制，副油泵工作由位于第二控制器内的副油泵测控单元独立控制，避免同一主机控制时主机故障导致双泵控制均失效。

  智能应急响应：双泵供油针对发动机不同工作阶段制定油泵工作控制逻辑，当供油压力或流量低于设定的安全门限值时，副泵应急开启。

  逻辑权限限制：经过控制逻辑减少油泵误操作关闭风险，保证无人机向发动机地面与空中可靠供油。

  低空经济作为国家战略性新兴起的产业，近年来实现跨越式发展，我国已从低空装备技术追赶阶段，逐步迈向局部引领的关键转变。

  据最新多个方面数据显示，2025年我国低空经济市场规模预计达1.5万亿元，2030年有望突破2万亿元，产业高质量发展呈现强劲增长态势。这一增长趋势在eVTOL领域尤为明显，据市场研究统计，2024年全球eVTOL飞行器市场规模约107亿元，预计到2031年将接近794.3亿元，未来六年复合年增长率（CAGR）达32.9%。另一份报告数据显示，2024年全球电动垂直起降飞行器市场销售额已达14.80亿美元，预计2031年将达120.9亿美元，期间年复合增长率为35.0%。

  低空经济已被纳入“十五五”规划建议，成为国家层面的战略发展趋势。目前全国30个省份已将低空经济列入2025年政府工作，展现出各地对这一新兴起的产业的高度重视。

  在政策推动下，我国低空经济先行先试举措已在新疆、粤港澳大湾区、长三角等区域取得显著示范成效。其中，低空物流领域发展尤为迅猛，2024年全国新开低空物流航线条，即时配送行业订单量达480亿单。

  为支持低空经济发展，全国自然资源系统3363座基准站资源，已整合为全国卫星导航定位基准站“一张网”，这将为低空经济发展提供高精度北斗导航定位服务。据行业预测，到2035年我国无人机物流产值有望突破万亿元，未来年均增长率将保持在20%左右。

  随着技术慢慢的提升和政策持续支持，eVTOL行业正朝着更广泛的应用场景和更成熟的技术路线 动力系统技术路线多元化

  随着低空经济持续升温，预计到2035年中国低空经济市场规模有望达到3.5万亿元

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  湖南泰德航空技术有限公司于2012年成立，多年来持续学习与创新，成长为行业内有影响力的高新技术企业。公司聚焦高品质航空航天流体控制元件及系统研发，深度布局航空航天、船舶兵器、低空经济等高科技领域，在航空航天燃/滑油泵、阀元件、流体控制管理系统及航空测试设备的研发上投入大量精力持续研发，为提升公司整体竞争力提供坚实支撑。

  公司总部在长沙市雨花区同升街道汇金路877号，株洲市天元区动力谷作为现代化生产基地，构建起集研发、生产、检测、测试于一体的全链条产业体系。经过十余年稳步发展，成功实现从贸易和航空非标测试设备研制迈向航空航天发动机、无人机、靶机、eVTOL等飞行器燃油、润滑、冷却系统的创新研发转型，不断的提高技术实力。

  公司已通过 GB/T 19001-2016/ISO 9001:2015质量管理体系认证，以严苛标准保障产品质量。公司注重知识产权的保护和利用，积极申请发明专利、实用新型专利和软著，目前累计获得的知识产权已经有10多项。湖南泰德航空以客户的真实需求为导向，积极拓展核心业务，与国内顶尖科研单位达成深度战略合作，整合优势资源，攻克多项技术难题，为进一步的发展奠定坚实基础。

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