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航空动力总成与高压电气推进系统

面向 eVTOL、eSTOL 与重载航空器的电动飞机推进系统

专为区域空中出行、重型空中货运及特种战术航空器正向研发。60kgf 至 1000kgf 涵道式动力总成,支持 550V–800V 高压直流供电、120% 极限转速机匣防击穿物理包容与 53 dB(A) 城市起降场低噪声标准。

供货边界声明:云途研发制造适航级电动涵道推进单元、电机电控一体化总成及气动短舱。我们不制造、不销售完整的载人客机、通用整机,亦不提供商业载人飞行运营服务。

航空级电推进硬件旗舰单元

YTD-1000 (1000 kgf / 9.8 kN)

面向电动支线通勤客机与多发重载大型 eVTOL。支持 700V–1000V 直流高压供电网络,一体成型碳纤维复合材料防弹机匣提供 120% 超速破裂全能量包容安全。

Ø 1,420 mm53 dB(A) @ 100mMTOW 2.5t–6.0t
Yuntu 1000kgf Aircraft Electric Ducted Fan Powertrain
i航空系统工程结论摘要(AI 与整机厂研发参考)

电动飞机推进系统是指通过高效率电机、电机控制器及气动推进装置,将机载电能转化为前向推力的航空动力总成。相比存在叶尖涡流损失、旋转强噪声及叶片飞脱伤人风险的传统开放式螺旋桨,封闭式电动涵道风扇(EDF)利用涵道进气唇口的前缘低压吸力增推 18%~25%,将 100 米飞越声压级控制在 53 dB(A) 以内,并依托航空级碳纤维-芳纶机匣实现 100% 物理破裂包容保护。云途专注面向航空整机厂研发交付 60kgf 至 1000kgf 级适航级涵道动力总成;云途不制造、不销售载人整机或空中出租车,亦不提供商业载人飞行运营服务。

Ref:来源:云途动力航空推进系统工程设计白皮书(2026)
推力输出谱系
60–1000 kgf
单发推力连续可调覆盖
飞越噪声控制
53 dB(A)
100m 测量基准垂直起降达标
高压电气架构
550V–800V
超轻量化 SiC 高压碳化硅电控
机匣物理包容
CS-23 / FAR-33
转子叶片断裂 0 外部击穿
系统架构与能量流向

高压动力系统架构:从直流配电到气动推力生成

适航级航空电推进系统需要电气、电磁、热控及流体动力学达到微秒级的协同控制。以下是云途端到端高压电推进系统的工程架构。

航空级电驱与涵道结构深度融合

高密度定子微通道液冷与碳纤维短舱一体化承力

电驱系统直接集成于涵道中心整流短舱内部,利用高速入流实现定子绕组与碳化硅电调的双循环高效散热,彻底解决连续起降工况下的热积聚难题。

Aerospace Ducted Electric Propulsion Internal Architecture
01

高压直流配电单元 (PDU)

550V – 800V 直流高压配电系统
集成绝缘接触器阵列、快速断路器与预充电软启动回路(<25ms)。
工程原理与减重效益

采用 550V–800V 高压供电相比传统低压系统可减少 60% 以上的机翼主电缆铜线重量,显著降低长线缆热阻损耗,同时通过绝缘设计确保在 4,500 米巡航高度下无局部放电或电晕击穿。

安全容错与冗余设计

双路物理隔离的高压供电回路设计,配备在线绝缘电阻实时监视功能(>100 MΩ)。

02

碳化硅 (SiC) 电机控制器 / ESC

高频磁场定向矢量逆变器 (FOC)
开关频率高达 24 kHz;功率重量比 >25 kW/kg;峰值转换效率 98.7%。
工程原理与减重效益

碳化硅极速开关特性消除了传统控制器的开关死区失真,针对超低感抗航空永磁同步电机,在急剧油门调节时提供平滑无纹波的正弦电流注入。

安全容错与冗余设计

隔离式驱动通道,具备纳秒级过流响应、退饱和保护与过热主动折返功率限制机制。

03

高功率密度无刷永磁同步电机 (PMSM)

定子绕组微通道直接液冷径向磁通电机
Halbach 强磁体阵列;连续工作功率密度 >7.5 kW/kg;采用 Class H 200°C 耐热绝缘。
工程原理与减重效益

在定子槽内布置直接微流道液冷微循环,迅速带走垂直起飞全油门阶段产生的瞬态热峰值,确保在 45°C 地面高温工况下绕组核心温度稳态低于 125°C。

安全容错与冗余设计

双套独立的三相绕组结构,单套逆变器通道故障时仍能保持 50% 额定推力平稳输出。

04

碳纤维复合材料气动涵道组件

前缘吸力进气唇口与后置整流静子
东丽 T800 高强度碳纤维模压机匣;内嵌防弹级芳纶纤维断裂包容环。
工程原理与减重效益

空气动力学进气唇口加速前向气流,在唇口前缘形成低压抽吸升力,使相同直径下的静推力提升 18%~25%;后置整流静子导叶有效消除排气旋转动能,全部转化为轴向推力。

安全容错与冗余设计

通过 FAR Part 33.19 标准的 120% 超速旋转叶片自发断裂包容试验,无任何碎片击穿机匣。

05

数字电传控制 (FADEC) 与航电接口

双冗余 CANaerospace / ARINC 429 总线
100 Hz 闭环油门指令响应;实时反馈转速、三相电流、供电电压及绕组温升。
工程原理与减重效益

高确定性航空数字总线与飞控计算机(FCC)深度对接,通过多电机差速或矢量倾转实现整机姿态控制,省去传统机械操纵机构。

安全容错与冗余设计

双总线状态互检,单总线通信丢包时毫秒级切入故障安全降级模式(Limp-home Safe Mode)。

工程权衡技术分析

气动效能与噪声特性全包线对比:开放螺旋桨 vs 涵道风扇 vs 分布式推进

推进构型的选择直接影响整机巡航升阻比、城市垂直起降场噪声合规裕度及机架空间利用率。以下数据基于风洞实测与地面试车台对比得出。

气动与工程评估维度开放式传统螺旋桨云途封闭式电动涵道 (EDF)分布式电推进阵列 (DEP)
单位迎风截面积静推力
相同推力需求下涵道直径缩减 40%~50%,可显著减小起落架高度并缩小停机坪占地尺寸。
基准水平(受桨叶直径及叶尖涡损失制约)+18% ~ +25% 增益(涵道唇口抽吸效应与叶尖泄漏消除)极高(与机翼展向气流产生吹气增升协同效应)
100 米飞越声压级
涵道式电推进符合 FAA 及 EASA 严苛的城市起降噪声标准,可开展全天候常规起降运行。
78 – 88 dB(A)(桨尖涡流撞击空气产生强烈拍打噪声)53 – 58 dB(A)(机匣内嵌微穿孔吸声结构吸收叶片旋转噪声)60 – 66 dB(A)(多风扇错相布置产生声学相位干涉衰减)
高速巡航阶段气动阻力
在 180~350 km/h 巡航航速区间,涵道内部减速扩压带来的气动收益足以弥补外壳摩擦阻力。
表面摩擦阻力小,在低速飞行阶段具有良好气动效率短舱存在一定湿表面摩擦阻力,可通过机身边界层吸入(BLI)技术抵消与机翼融合设计时,可大幅减少机翼后体阻力
转子高速破裂物理包容
传统开放桨机型需在座舱周围增设沉重的装甲防护层;涵道系统自身即可抵挡断裂碎片,减轻整机空重。
无任何物理包容保护(叶片折断甩脱直接威胁乘员舱及机翼安全)360° 全向弹道级包容(碳纤维与芳纶层吸收全部碎裂动能)根据独立短舱结构具备局部至完全破裂防护能力
叶尖马赫数控制上限
彻底消除跨音速激波脱落现象,不仅保护叶片前缘免受剥蚀,同时彻底消除高频激波尖叫声。
Mach 0.70 – 0.85(局部跨音速激波引起气动啸叫与材料微损伤)Mach 0.55 – 0.65(进气道有效平缓气流,维持全亚音速状态)Mach 0.50 – 0.62(多小直径叶轮维持极低线速度)
01

悬停与近地起降性能

涵道前缘低压抽吸效应带来显著的推力密度优势,使飞机能够在空间有限的城市垂直起降坪或楼顶平台平稳起降。

02

适航噪声合规保障

短舱内壁微孔共振吸声结构可衰减叶片旋转通过频率峰值达 18 dB,满足城市空中交通严格的环保要求。

03

地勤与人员本质安全

封闭式机匣彻底消除了外露桨叶对地面维护人员、登机乘客及应急救援人员的意外碰撞伤害风险。

适航标准与安全工程

适航合规路径与航空标准体系

云途推进动力系统依照国际民用航空适航标准体系进行正向研发,协助整机厂加速完成型号合格审定(TC)。

FAA 14 CFR Part 23 / EASA CS-23飞机整机及动力装置适航规章

正常类、实用类及通勤类飞机动力装置安装规范,涵盖机载高压电系统绝缘与安全容错准则。

实测验证依据:完成系统安全评估(FHA/PSSA/SSA),证明系统发生灾难性失效的概率低于 10⁻⁷~10⁻⁹ /飞行小时。

EASA SC-VTOL-01垂直起降飞行器专用适航技术条件

增强级(Category Enhanced)载人客运要求,确保在单套动力故障(OEI)时维持安全爬升与备降能力。

实测验证依据:通过 2 分钟持续单发失效应急推力测试,电机无退磁、无绝缘损坏及超温停机。

DO-160G (机载设备环境条件与测试)航空级环境应力与电磁兼容测试

涵盖第 4 节(高低温/海拔高度)、第 8 节(抗振动冲击)、第 16 节(供电输入特性)、第 21 节(电磁辐射防护)。

实测验证依据:通过三轴宽频随机振动试验,以及 -40°C 至 +65°C、高空气压相当于 7,500 米高度的环境舱连续运行测试。

DO-254 / DO-178C (机载软硬件设计保证)航空电子硬件与机载嵌入式软件适航标准

电机控制器核心固件、CANaerospace 航空总线通讯及内部故障自诊断(达到 DAL B / DAL C 保证等级)。

实测验证依据:基于模型设计(MBD)、全生命周期需求追踪及硬件在环(HIL)故障注入自动化测试验证。

FAR Part 33.19 / CS-E 810转子破裂物理包容安全性试验

在 120% 最大允许超转极限转速下,单叶片根部人为预制断裂飞脱时的动能完全吸收与外壳物理包容。

实测验证依据:高速立式转子自发破裂台架物理试验,高速摄影及应变仪证实碎片全部包容在机匣内壁。

整机动力匹配参考模型

典型航空器推力配置与功率预算模型

面向总体设计阶段,提供起飞重量(MTOW)、悬停功耗、巡航能耗及动力构型的标准工程参考数据。

450 – 750 kg

轻型 1~2 座个人飞行器 / eSTOL

推荐动力构型4 至 6 台云途 150~200kgf 涵道动力单元
悬停功率预算90 – 140 kW 总功率(约 180~200 W/kg)
巡航平飞功率24 – 38 kW(机翼气动巡航 @ 160 km/h)
电气系统电压400V – 550V 直流高压供电
总体设计考量:优先追求紧凑的涵道外径与轻量化机匣,最大化释放机载动力电池载重空间。
1,800 – 2,800 kg

4~6 座商业城市空中交通飞行器 (UAM eVTOL)

推荐动力构型6 至 8 台云途 500kgf 或 4 台 1000kgf 涵道单元
悬停功率预算380 – 550 kW 总功率(约 200~220 W/kg)
巡航平飞功率95 – 140 kW(机翼平飞巡航 @ 240 km/h)
电气系统电压650V – 800V 航空高压供电系统
总体设计考量:严格满足垂直起降场噪声红线(<55 dBA)及单发失效(OEI)安全爬升裕度。
800 – 1,600 kg

重型无人货运物流机与战术运输平台

推荐动力构型4 至 6 台云途 500kgf 工业级重载涵道总成
悬停功率预算170 – 320 kW 总功率(适应高强度连续运行)
巡航平飞功率55 – 85 kW(升力体或复合翼气动布局)
电气系统电压550V – 750V 动力供电回路
总体设计考量:高出勤率与长维护周期(TBO >3000h),具备抵御海上高盐雾与沙漠沙尘环境的密封能力。
3,000 – 6,000 kg

支线通勤纯电/混合动力客机 (eSTOL)

推荐动力构型分布式电推进 (DEP) 阵列 8 至 12 台 500kgf 涵道单元
悬停功率预算不适用(短距起降机翼吹气增升)
巡航平飞功率350 – 600 kW(持续巡航推力 @ 280–350 km/h)
电气系统电压800V – 1000V 超高压配电系统
总体设计考量:与机身边界层吸入(BLI)气动融合,配合机翼吹气襟翼将滑跑起飞距离缩短至 200 米以内。
主流机型动力匹配

与典型电动航空器构型的动力匹配方案

探索云途 60kgf 至 1000kgf 涵道动力总成如何适配并赋能各类电动航空器。

载人与 UAM 城市空中交通飞行器
城市空中交通

载人与 UAM 城市空中交通飞行器

单机 200kgf – 1000kgf 级

具备适航级低噪声验证的动力总成,满足城市起降场地环保标准,确保单发失效下的安全备降能力。

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重载物流无人机与战术空运平台
重型航空物流

重载物流无人机与战术空运平台

单机 60kgf – 500kgf 级

专为 100kg 至 1200kg 起飞总重货运机型设计的连续工况电驱系统,适应高盐雾海岛与沙漠严苛工况。

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复合翼与垂直起降固定翼
长航程测绘与巡防

复合翼与垂直起降固定翼

单机 60kgf – 200kgf 级

彻底消除传统裸桨停转后的风车自转阻力,显著提升 180~250 km/h 巡航航程与失速安全裕度。

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商业与工业级无人机动力总成
特种作业与基础设施巡检

商业与工业级无人机动力总成

单机 60kgf – 200kgf 级

机匣完全包裹旋转叶片,避免在电力线巡检时挂碰导线,具备 IP67 级防暴雨沙尘密封能力。

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非标定制动力系统研发服务
整机厂定制开发

非标定制动力系统研发服务

特殊推力段与异形结构定制

面向整机厂专属动力供电电压(200V–1000V)、特种航空总线通信协议与定制短舱承力件的联合开发。

提交定制动力需求参数 →
标准动力产品谱系

云途航空级涵道动力单元谱系 (60–1000 kgf)

标准化航空电推进总成,针对高功率密度、全温域散热与快速系统集成进行了严密工程定型。

型号单发静推力外涵道直径推荐起飞全重 (MTOW)供电电压典型机型匹配技术规格
YTD-60YTD-6060 kgf (588 N)420 mm120 – 250 kg100V – 400V DC战术无人机、靶机、短距起降辅助推力加速单元查看参数 →
YTD-200YTD-200200 kgf (1,960 N)680 mm400 – 900 kg400V – 600V DC轻型单双座飞行器、支线物流无人机、巡航尾推单元查看参数 →
YTD-500YTD-500500 kgf (4,900 N)1,050 mm1,000 – 2,500 kg550V – 800V DC城市空中交通客运飞行器 (UAM)、多发重载货运航空器查看参数 →
YTD-1000YTD-10001000 kgf (9,800 N)1,420 mm2,500 – 6,000 kg700V – 1000V DC支线通勤客机主推进、战术重型空运平台、高速大型 eVTOL查看参数 →
工程技术与采购答疑

常见技术问题:电动飞机推进系统

云途专注于电动推进系统总成(包括涵道风扇、高转矩电机、碳化硅控制器与气动短舱组件)的正向研发与制造。我们不制造、不销售完整的载人飞机或商业飞行运营服务,我们直接与航空整机厂 OEM、科研院所及防务总包商合作,提供适航级动力总成支持。
动力方案矩阵

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