科技日報記者 孫瑜

位于無錫的中國航發控制系統研究所實驗室內，一個黑色長匣子狀的電機正在高速運轉。隨著轉速不斷提高，傳感器顯示電機內部的溫度也在逐漸上升，而電機仍在試驗臺上穩定運行。

近日，科技日報記者走進中國航發控制系統研究所了解到，這是該所自主研制的J250ST001新型百千瓦級一體化推進電機，可適配2噸至3噸級純電eVTOL（電動垂直起降航空器）主流機型。中國航發控制系統研究所電動力事業部總經理柏文峰說：“該型產品去年配裝國內一款3噸級傾轉旋翼eVTOL，成功完成原型機系留試飛。”

eVTOL又稱“飛行汽車”，是低空經濟發展的主力場景。同新能源汽車類似，eVTOL規模化推廣應用離不開“三電”，即電機、電池和電控。其中，電機主要為電動發動機，相當于傳統燃油飛機的發動機，為航空器提供推力。其功率密度直接影響著航空器的有效載荷能力，約占航空器成本的20%。

相較于新能源汽車，航空器對電機的安全性、可靠性要求更為嚴苛。柏文峰介紹，航空器電機功率密度為新能源汽車電機的兩倍，需在縮小自重的同時不斷擴大輸出功率，以此增加飛行里程。此外，電機還需具備耐振動、耐沖擊、耐高低溫等多種極端環境適應性，提高集成化和電磁兼容水平等。“這些挑戰增加了eVTOL電機市場的技術壁壘。”柏文峰說。

“預計2030年，eVTOL國內市場將達500億元，對電機電控的需求旺盛。”中國航發控制系統研究所電動力事業部運營總監陳斐介紹，全球進入eVTOL領域較早的無人機制造企業均開始進行針對性的電機設計研發，國內部分電機電控廠商也正在加緊產品布局。

自上世紀70年代成立以來，中國航發控制系統研究所專注于航空發動機領域電機電控研究。近年來，該所面向低空經濟組建電動力事業部，以市場化機制加速技術轉化，自主研制的多型eVTOL電機產品取得關鍵技術突破，并具備一定量產規模。

“正在實驗室做試驗的J250ST001新型百千瓦級一體化推進電機，總重量不足30千克，峰值功率達125千瓦，峰值運行時長達兩分鐘，各項技術指標居國內領先水平，部分指標甚至優于國際同類產品。”中國航發控制系統研究所電動力事業部技術總監黃禮浩介紹，該型產品的最大特點就是把電機、電控、冷卻系統集成一體。正是這種巧妙的集成化設計，讓產品在同等功率等級下，體積更小、重量更輕、能耗更低。

在電機研發生產過程中，中國航發控制系統研究所還采用了數字仿真、智能制造生產線等多種智能化手段。“例如，電機設計應用仿真工具輔助研發，其中靜力與疲勞仿真多達46個工況。”黃禮浩說。

目前，該型產品已取得電機電控相關專利20余項，在2024年珠海航展亮相后，在多款eVTOL上裝機試運行。

培育低空經濟產業需要加快場景應用，這是一場“長跑”。陳斐提到，在航空器電機方面，目前只有一家國外電機企業的產品取得了歐洲航空安全局頒發的型號合格證，而國內尚無電機產品獲得適航取證。陳斐表示：“下一步，我們將聚焦中大功率電機產品研發，加快推進電機適航符合性驗證工作，讓低空經濟更快‘飛’入尋常百姓家。”