左、右图，空客电推进客机概念图及内部动力布局。
目前，电推进飞行器已经逐渐成为航空界的研究热点之一。
以空客为代表的多家企业和研究机构都推出了自己的电动飞机研究计划，有的已经研制了验证机。
从发展趋势来看，混合电推进或全电推进技术未来还将逐步应用于大型的民用飞机。
根据罗罗公司“自由工作室”（LibertyWorks）和联合技术研究中心（UTRC）近期用于单通道客机的涡轮——电混合发动机研究的发现，将电推进用于任何比通用飞机更大的飞机上之前需要解决的技术难题还有很多。
相关研究显示，即使是混合推进，一架单通道飞机所需的电池容量也是相当可观的。
NASA燃气——电混合推进项目的技术负责人谢丽尔·褒曼表示：“驱动一架巡航状态的大型飞机需要至少1千瓦时/千克（kW·h/kg）的能量密度。
”NASA和麻省理工学院联合进行的电池研究结果显示在10到15年内会有不同的化学组成可以达到1～1.5千瓦时/千克的水平。
NASA先进航空器项目代理经理吉姆·海德曼说：“我们并不直接投资电池技术，但会促进工业界研发，最终将会看到功率/重量比的提高。
对于何时开始投资满足航空需求目前仍在讨论。
”UTRC研究负责人查克·伦茨则认为电池“贵得离谱——容量1500 千瓦时的电池成本就超过了飞机其他部分的成本总和。
因此就必须考虑电池的寿命问题，我们不算经济账，而只是从循环的角度考虑。
在使用中电池不会完全充满或者彻底放电，出于寿命的考虑一般仅使用50%的循环。
我们可以将电池的过剩能量用来延寿，将其存储起来用于应急状况（比如中止着陆等）。
”另一个研究领域是体积巨大的电动机安装位置的选择。
大部分方案是将其装在发动机的尾椎内，与发动机低压轴直接相连。
罗罗北美技术公司愿景系统负责人米歇尔·阿姆斯特朗认为：“也有其他一些位置可供选择，目前还不存在真正意义上的最佳方案，因此我们正在评价不同位置以使成本最小化。
”对于同轴平行混合布局发动机中电动机的功率大小目前还没有统一认识。
阿姆斯特朗认为应该是2～3兆瓦，褒曼的意见在1～5兆瓦范围内，伦茨则表示“飞机需要2～5兆瓦，不会超过10兆瓦。
”不过还必须考虑飞机的电力需求——号称“多电飞机”的波音787非推进所需功率就达到1.8兆瓦。
NASA开展了一个动力系统部件技术的独立项目，研发1兆瓦的电动机作为电推进的切入点。
海德曼表示：“我们将来需要的功率要比这大得多，在5～10兆瓦范围，不过1兆瓦就已经可以看到收益。
”褒曼则认为：“将一台标准涡扇发动机转为电推进模式需要10到15兆瓦，不过我们可以设想在单通道飞机上采用多个1兆瓦的电动机驱动分布式推进装置。
”电动机研究协议要求到2018年实现效率96%、功率密度8马力/磅（12.96千瓦/千克）的1兆瓦电机演示验证。
褒曼表示：“纸面研究显示有多种电机构型都可以在更高功率下表现出很好的功率密度和效率。
”由LaunchPoint技术公司研发采用哈尔巴赫阵列（Halbach-array）的电动/发电机能够在100kW时达到6.5马力/磅（10.53千瓦时/千克）的密度和93%的效率。
“对于全电驱动系统来说我们需要的就是在LaunchPoint电机上表现出来的功率密度和效率水准。
如果他们能把电机比例放大，或许就可以驱动一架大型飞机系统。
”当电动机在部分功率下运转时，它们的效率会由于固定损失而下降。
伦茨表示：“如果在低功率下放电，电动机的效率就会降低。
它的目标是96%，但实际上效率是输出载荷的函数。
我们将在第2阶段研究这个关系。
只要电机转动损失总会存在，不论是否发电都会有100kW的空气摩擦损失，所以我们打算将电动机装在发动机外部，这样就可以用离合器使其空转，或者干脆接受这些损失，这也是方案设计的一部分。
”混合推进并不是将电动力连接到涡扇发动机的低压轴上驱动风扇那么简单。
阿姆斯特朗解释说：“当你加入了电功率，就改变了发动机的工作点，降低了核心机的输出并转嫁到了电动机上。
低压压气机压缩的空气量大于涡轮的需求，因此要有很多装置来管理这些空气，包括放气和可调导叶等。
可变桨距风扇和可变面积风扇出口整流叶片也是控制手段。
创建控制律是一项相当复杂的活动，每一台传统的燃气涡轮发动机都会有些许的不同。
”热管理是另一个挑战。
阿姆斯特朗认为：“几兆瓦的电机即使效率很高，也会产生大量的热。
传统的方法是将热量传给燃油，不过当功率显著增加时就很难保障有足够的热沉来满足要求，将会需要其他空气冷却的方法。
”伦茨将热源分为两类：电池和其他（“其他”并不是大问题）。
比如风扇涵道换热器可能会增重2～3倍而不是10倍，也就是几百磅，不会超过1000磅，而且未来20年热管理系统将会做得更好。
因此最大的症结就在于冷却电池组。
目前锂离子电池的最高工作温度为140华氏度（60摄氏度），如果冷却空气的温度已经达到100～110华氏度（38～43摄氏度），也就表明没有多少温度裕度或者从电池冷却液中带走热量的能力，因此就需要大量的冲压空气将电池组温度保持在60摄氏度。
在地面状态泵送如此多的空气需要51kW的功率，并增加整个系统的重量，在巡航时会产生明显的阻力。
未来20年电池组的工作温度会提高到100摄氏度，将会降低对冷却空气的需求。
褒曼表示：“功率管理是提高整个电驱动效率的关键。
我们已经开始在电力系统中深入挖潜，并在缩小电动机/发电机尺寸方面取得了良好的进展。
”NASA已经与波音、GE公司和伊利诺伊大学签订了合同，研发可以同时控制电动机的精密换流器，从而减小重量和损失，而通常这些功能都是各自独立的。
电力系统重量的最小化需要比当前飞机所使用的270伏直流电更高的配电电压，不过发生电弧放电的击穿电压是压力的函数，并在12000米高空迅速降低。
海德曼就表示高电压会带来高性能，但也伴随着安全性问题，需要更厚的绝缘层和其他保护措施。
对此，阿姆斯特朗表示：“电压是一个迄今为止我们都在回避的难题，不过现在有了一个功率级目标之后就可以考虑这个问题了，之前我们一直受到经验所限，将电压保持在比较安全的水平上。
”伦茨则认为：“我们假设20年之后不会再有放电的问题存在，系统将能够在更高的电压下运行，可能是1000伏特，四倍于我们在飞机上能够安全操作的配电电压。
我们将不得不开展这方面的工作。
”
