2025年,航空电推进系统持续高速发展,在干线客机、支线客机及通用航空领域均取得显著进展,军用航空领域正在成为电推进系统发展的蓝海,军民两用技术成为新焦点。
电推进是回应全球航空业减排承诺和应对能源挑战的关键技术路径,推动着航空动力向更高效、更多元的能源利用方式转变。2025年,航空动力制造商积极推动电推进技术的产业化进程,在美国和欧洲等国家和地区持续的政策与研发关注下,相关项目和计划得以深入推进。制造商们不仅致力于提升现有电推进产品的成熟度,更不断推出新方案,为飞行平台的电气化转型夯实基础;同时,越来越关注电推进产品的适航取证,力求将技术和产品转化为实在的市场利益;此外,电动航空军民协同发展的态势也愈益明显,越来越多的制造商开始关注军民两用技术发展。
干线客机领域
GE航空航天公司、雷神技术公司(RTX)和赛峰集团不仅在常规动力领域是干线客机发动机的领先制造商,在电推进领域,同样是探索和发展干线客机动力的技术引领者,通过各种计划和项目,推动各自电推进技术和产品发展。
GE航空航天公司展示混合电推进技术研究成果
2025年3月,在美国达拉斯直升机展览会(Verticon)上,GE航空航天公司展示了正在推进的混合电推进技术研究项目。其中,干线客机动力领域包括电气化动力系统飞行验证(EPFD)项目和混合热效率核心机(HyTEC)项目。EPFD项目是与美国国家航空航天局(NASA)、波音公司合作开发和测试的兆瓦级混合电推进系统,已经完成13700m高空模拟测试,电动/发电机和电力电子设备等兆瓦级组件全工况达标,验证了高空适配性,计划在2030年前进行地面和飞行试验,该项目旨在探索混合电推进架构在商用航空领域的应用;HyTEC项目是与NASA合作开展的混合电推进验证项目的一部分,将电动/发电机嵌入大涵道比商用涡扇发动机,在不同飞行阶段提供补充动力,所构成的系统可以不依赖电池等储能装置。在HyTEC项目下,2025年11月GE航空航天公司启动了“通行证”(Passport)混合电推进系统原型机地面测试。此外,GE航空航天公司还将技术向下兼容,在旋翼机动力领域推进混合电推进验证机项目(HEX)、应用研究协同-系统级涡轴电气化项目(ARC-STEP),以及高速垂直起降(HSVTOL)项目。
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利用Passport发动机改装的HyTEC验证机
雷神技术公司持续推进电气化技术和产品发展
雷神技术公司旗下柯林斯宇航公司已将用于混合电推进飞机的电动机功率提升至兆瓦级。2025年6月,柯林斯宇航公司在巴黎航展上展示了在研的1MW级电动机的全尺寸模型,该电动机将用于雷神技术公司的混合电推进技术验证机;此外,该公司还展示了用于空客公司“先锋实验室”直升机技术验证机的250kW电推进系统和配套电力电子设备。柯林斯宇航公司公布了1MW、500kW和250kW等3型电动机的研发计划,并将逐步建立一个可扩展的电动机产品系列。新研制的兆瓦级电动机足以为小型电推进通勤飞机提供动力,这是柯林斯宇航公司将额定功率500kW的电动机逐步提升至未来窄体飞机所需的20MW级电动机所迈出的第一步。
与此同时,柯林斯宇航公司和普惠加拿大公司还参与了欧盟清洁航空(CleanAviation)计划中的包含混合电推进的可持续喷水涡扇(SWITCH)项目。SWITCH项目验证机以普惠公司的PW1100G齿轮传动涡扇(GTF)发动机为基础,内嵌2台柯林斯宇航公司的兆瓦级电动/发电机,并配备相关的控制器、高压线路和电池,是针对未来单通道干线客机动力的并联混合电推进系统。
赛峰集团全球首型用于空中交通的电动机获EASA适航认证
赛峰集团的ENGINeUS100电动机在经过1500h的认证测试和超100h的飞行测试后,于2025年2月获欧洲航空安全局(EASA)适航认证,这是全球首型为空中交通提供动力的取证电动机,旨在满足空中交通多样化的市场需求。ENGINeUS100电动机结构紧凑,最大功率为125kW,功重比为5kW/kg,集成了电源和电子控制设备,便于整合到各种电推进系统中。ENGINeUS电动机系列可用于新一代全电和混合电推进飞机,例如,2~4座小型全电推进飞机、19座通勤飞机,还可支持150座级客机的混合电推进系统发展。ENGINeUS100电动机获得认证,不仅是赛峰集团电推进系统产品上市的重要里程碑,更是其迈向干线客机动力应用的关键一步。赛峰集团计划于2026年在法国尼奥尔(Niort)和英国皮茨通(Pitstone)建立4条半自动化生产线,大规模生产ENGINeUS100系列电动机,届时年产量将达到1000台,并可进一步扩大产能。
支线客机领域
美国和欧洲的制造商正在积极推动电推进支线客机平台和动力系统的开发,ATR公司、奥拉航空(AuraAero)公司和Maeve公司等欧洲制造商尤为积极。
ATR公司与普惠加拿大公司合作开发混合电推进系统
2025年6月,ATR公司与普惠加拿大公司合作,基于PW127XT涡桨发动机开发混合电推进系统,用于ATR公司新一代Evo系列涡桨支线客机,旨在将Evo客机的耗油率降低20%,预计于2035年投入市场。推进系统方案是将PW127XT涡桨发动机通过减速齿轮箱与紧凑型200kW电动机连接,构成并联混合电推进系统,电动机可在起飞和爬升阶段提供200kW的辅助动力。该系统架构可使涡桨发动机始终保持在最佳转速工作,从而提升发动机效率。此外,普惠加拿大公司还计划通过采用新型耐高温材料及优化内部气动设计等措施,进一步改进PW127XT发动机的热端部件性能,以提升效率。PW127XT是普惠加拿大公司于2022年推出的新一代涡桨发动机,其耗油率较之前的PW127发动机降低了3%,维护成本降低了20%。
ATR公司和普惠加拿大公司还在清洁航空计划下针对混合电推进系统进行验证。ATR公司牵头了超高效支线飞机(UERA)项目,其子项目现代化高效运输支线飞机电气化验证机(Demetra)通过改装ATR72飞机作为混合电推进系统验证平台。在改装的系统中,保持ATR72飞机左侧普惠加拿大公司的PW127XT-M发动机不变;右侧的PW127XT-M发动机则不再直接驱动螺旋桨,而是采用新的变速箱,将轴功率从涡轮发动机和电动/发电机传输到螺旋桨产生动力;电池安装在飞机重心附近;换热器和配套的鼓风机则安装在短舱的后部用于冷却。
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基于ATR72飞机改装的混合电推进系统验证平台
奥拉航空公司开始制造首架ERA支线客机原型机
在2025年巴黎航展期间,法国奥拉航空公司宣布启动19座ERA混合电推进支线客机首架原型机制造工作,预计于2026年首飞,2030年投入运营。飞机可在混合电推进和全电推进模式之间切换,最大航程约1500km,旨在为支线航空提供低碳解决方案。奥拉航空公司在巴黎航展期间获得了100架ERA飞机新增订单,使其累计订单量突破650架,估值105亿美元。
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19座ERA混合电推进支线客机
天西航空公司注资Maeve公司助力混合电推进飞机研发
2025年9月,美国天西航空公司收购了荷兰混合电推进飞机开发商Maeve公司的股份,获得MaeveJet飞机的启动用户权利。MaeveJet飞机将设置80~90个座位,机尾安装开式转子,采用混合电推进技术,被定位为“20多年来首型全新设计的喷气式支线飞机”,预计于2033年投入运营。Maeve公司此前曾开发80座混合电推进涡桨飞机M80,并调整了44座全电推进概念机Maeve01的方案,通过减轻质量进行优化,运营成本相比采用传统涡桨发动机降低约30%。
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MaeveJet飞机
通用航空领域
在通用航空领域,电动垂直起降(eVTOL)飞行器热度不减,电推进系统的发展也日新月异。俄罗斯莫斯科航空学院开发了混合电推进系统高精度数字孪生模型,MagLev公司开发了磁悬浮电推进系统,韩国三宝汽车集团则推出了世界首型氢锂混合电推进飞机。
莫斯科航空学院开展研制面向未来的混合电推进系统
2025年8月,俄罗斯莫斯科航空学院宣布正在研发一型串联混合电推进系统。该系统可用于载重500kg的有人/无人多用途eVTOL飞行器,也可用于未来的空中出租车;其最大的特点是配备了全组件高精度数字孪生模型,并完成了本土化适配。当前,研发团队正在进行工程计算并编制方案设计文档,计划于2026年进行技术验证机制造与试飞。
XTI公司和MagLev公司合作开发新型磁悬浮电推进系统
2025年7月,美国XTI公司和MagLev公司公布了合作研发的一型开创性的磁悬浮电推进系统——磁悬浮高速推进(MagLevHyperDrive)系统,旨在提升eVTOL飞行器的速度、航程、可靠性、噪声特性和垂直起降性能,以满足市场对eVTOL飞行器执行高价值远程航空任务的需求。该系统采用翼尖涵道风扇结构,通过磁悬浮技术实现涵道风扇稳定运行并消除机械摩擦,从而显著提高系统效率,适用于各种尺寸的电推进飞机,可用于城市空中交通、支线航空和其他商业飞行。两家公司将共同评估将磁悬浮高速推进系统整合至XTI公司未来混合电推进飞行器架构的可行性。
Hartzell公司获得全球首个电推进飞机螺旋桨的FAA认证
2025年7月,Hartzell公司专为电推进飞机设计的螺旋桨获得美国联邦航空局(FAA)的型号认证,是第一个获得FAA认证的专门用于电推进系统的螺旋桨,能在各种不同的负载条件下工作。该螺旋桨采用可调桨距,有5片复合材料叶片,将用于贝塔技术(BETATechnologies)公司的阿利亚(Alia)电推进飞机,安装在飞机的尾部;计划将与贝塔技术公司开发的H500A电推进系统集成,为常规起降型CX300飞机所有飞行阶段提供动力,为垂直起降型A250飞机在爬升和巡航阶段提供动力。A250飞机还有额外的4台贝塔V600A电动机,为垂直飞行提供动力。
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安装在Alia飞机尾部的Hartzell螺旋桨
韩国推出氢锂混合电推进飞机
2025年1月,韩国三宝汽车集团在美国消费电子展(CES)上展示了全球首型氢电和锂电双重动力系统飞机HAMIII-2。该机最大的特点是可同时使用氢燃料电池和锂电池。在垂直起飞阶段,飞机仅依靠锂电池供电,降低噪声和减少排放;进入平飞阶段,飞机会切换至氢燃料电池驱动,降低对机载锂电池的依赖。这种创新平衡了噪声、排放、能源效率与性能。HAMIII-2飞机翼展为9m、高度为4.5m、质量为850kg,配备4个用于垂直起降的水平螺旋桨和2个用于前飞的大型后置螺旋桨,巡航速度为180km/h、最大航程为100km、续航时间为40min,在尺寸、性能和技术复杂性方面都超越了其上一代机型HAMIII-1。目前,HAMIII-2飞机正在接受韩国民航局(KOCA)和FAA的认证。
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HAMIII-2飞机
MagniX公司发布Helistorm系列电动机
MagniX公司基于其在固定翼飞机领域成熟的Magni650电动机开发了应用于直升机领域的Helistorm电动机,旨在满足航空运输市场对更高转速电动机的需求。该公司预计于2026年开始测试Helistorm电动机,并于2026年交付客户。Helistorm电动机最大功率为330kW,质量为75kg,转速为6000~7000r/min,远高于Magni350和Magni650电动机的1900~2500r/min。MagniX公司正在探索无变速箱的直接驱动应用配置。包括罗宾逊直升机公司在内的多家旋翼机制造商对Helistorm电动机表示兴趣并寻求全电/混合电推进新方案的合作。
军用航空领域
随着民用eVTOL技术和产品日渐发展成熟,军用航空领域也越来越多地引入了eVTOL技术,而且eVTOL飞行器供应商也越来越关注军民两用技术的发展。阿彻(Archer)公司与安杜里尔(Anduril)公司合作研发了基于“午夜”(Midnight)eVTOL飞行器的军用混合电推进飞行器,并成立阿彻防务子公司拓展军用市场;乔比(Joby)公司研发了军用混合电推进eVTOL飞行器;贝塔技术公司利用民用AliaA250飞机衍生发展军用混合电推进飞机MV250;垂直(Vertical)公司则推出了军民两用的混合电推进飞行器VX4。
阿彻公司与安杜里尔公司联合开发军民两用eVTOL货运飞行器
2025年5月,阿彻公司与安杜里尔公司、空港无人机服务公司、阿特金斯瑞利士公司合作,共同推进英国eVTOL货运飞行器军民两用改造及测试项目。合作各方将基于阿彻公司“午夜”eVTOL飞行器,探索超视距(BVLOS)运行技术,构建物流系统以满足英国军民两用货运需求。其中,阿彻公司负责改造“午夜”eVTOL飞行器以适应军民用需求,安杜里尔公司则负责物流系统集成。
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“午夜”eVTOL飞行器
乔比公司与L3哈里斯技术公司合作研发军用混合电推进eVTOL飞行器
2025年8月,美国乔比公司与L3哈里斯技术公司达成合作协议,基于乔比S4民用倾转旋翼eVTOL飞行器,研发军用可选有人驾驶型涡轮基混合电推进eVTOL飞行器,为多种任务场景提供长航程解决方案,支持有人/无人协同作战。根据合作协议,乔比公司将负责飞行器研发制造,L3哈里斯技术公司提供传感器、通信及协同自主化等任务系统集成技术。预计乔比公司将在2026年进行eVTOL飞行器作战演示验证。
贝塔技术公司积极拓展军用航空市场
2025年9月,美国电动航空初创企业贝塔技术公司首次披露现有Alia系列电推进飞机及新产品扩展规划。Alia系列包括A250垂直起降型和CX300常规起降型飞机,CX300飞机预计将在2026年年末或2027年年初获得型号合格证,启动用户布里斯托航空公司已在挪威开展飞行试验;A250飞机计划在CX300飞机取证后12个月内获得认证。贝塔技术公司正在积极拓展军用航空领域,基于A250民用型开发军用型混合电推进飞机MV250,该机有效载荷为907kg,航程为463km,单价为500万~1000万美元,美国军方为其潜在客户。
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CX300飞机
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A250飞机
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军用型混合电推进飞机MV250
此外,贝塔技术公司还在与GE航空航天公司合作开发军民用混合电推进技术。GE航空航天公司将向贝塔技术公司投资3亿美元,双方将基于GE航空航天公司现有的CT7和T700涡轴发动机研发混合电推进系统,旨在提升飞行器的航程、速度、载荷并降低运营成本。目标应用平台包括远程垂直起降飞行器、贝塔新型飞行器等先进空中交通(AAM)飞行器及其他军民用飞机。此次合作将借助贝塔技术公司在高性能永磁发电机方面的技术优势,以及GE航空航天公司成熟的涡轮发动机设计、适航认证和规模化生产经验,加速推进混合电推进技术的发展,满足市场对更高性能飞行器的需求。
垂直公司研发混合电推进飞行器
2025年5月,英国垂直公司宣布将研发混合电推进eVTOL飞行器VX4,目标航程为1600km,航程较全电推进型VX4飞行器提升了10倍,以满足长航程任务场景需求。混合电推进型VX4飞行器将采用现有全电推进型的机身结构,搭载公司自主研发的混合电推进系统,最大载荷为1100kg,目前混合电推进系统架构已完成台架测试。混合电推进型VX4飞行器具备低噪声和低热辐射特性,适合执行隐蔽军事任务;此外,其冗余动力系统和高容错设计符合EASA和英国民用航空局(CAA)的安全标准,可满足医疗救援、军事运输等对可靠性要求高的任务需求;该机型将分为有人驾驶和无人驾驶两种型号,无人驾驶型将集成霍尼韦尔公司在研的先进飞行控制系统。目前,全电推进型VX4飞行器正在进行飞行测试,预计2028年获得CAA和EASA的适航认证;混合电推进型VX4飞行器预计2026年第二季度开始进行飞行测试。
发展趋势
随着技术的演进与积累,全球航空电推进领域正呈现出若干鲜明的发展特征。干线客机动力制造商针对电推进系统采用渐进式的发展路径;欧洲支线客机产业的快速推进,使其配套电推进系统成为业界焦点;全球eVTOL飞行器市场正在持续高速发展,未来前景良好;军用航空正成为eVTOL飞行器的下一个关键应用场景,军民两用电推进技术和产品正在成为行业新方向。
干线客机动力制造商针对电推进系统采取从小到大的发展路径
传统的干线客机动力制造商GE航空航天公司、雷神技术公司和赛峰集团在发展电推进技术和产品时,依然关注自身主业干线客机动力,筹划发展干线客机用电推进系统产品,而且不约而同地选择了从小功率向大功率发展的路径。从可应用于通勤和支线客机的兆瓦级混合电推进系统和组件向应用于干线客机的20MW级混合电推进系统和组件发展。
欧洲动力制造商积极转向支线航空电推进系统新赛道
欧洲曾是AAM领域的先行者,但保守的投资环境难以支撑高风险研发投入、适航标准严格、地面交通发达导致城市空中交通需求相对有限,阻碍了eVTOL飞行器发展。随着Volocopter公司被中国万丰集团收购,英国垂直公司成为欧洲仅存、尚有竞争力的eVTOL飞行器研制企业,但也面临财务困境,美国阿彻和乔比等公司或将主导欧洲AAM市场。在此背景下,多家欧洲企业转向支线空中交通(RAM)。德国Vaeridion、法国奥拉航空及挪威Elfly等初创企业正研发不同型号的全电推进或混合电推进支线飞机,支线飞机用电推进系统成为欧洲关注的热点。
eVTOL飞行器市场高速发展驱动其电推进系统需求增长
随着城市交通拥堵日益严重、可持续交通方案受到重视、电推进与电池技术持续进步以及自主飞行需求增加,全球eVTOL飞行器市场不断增长,eVTOL飞行器用电推进系统未来市场前景广阔。美国市场调查与咨询公司发布的预测报告显示,2024年全球eVTOL飞行器市场价值为7.6亿美元,预计2030年将达到46.7亿美元,2031—2035年将从65.3亿美元增长至173.4亿美元。2024—2030年的复合年增长率为35.3%,2031—2035年的复合年增长率为27.6%。eVTOL飞行器的动力系统成本占整机的30%~40%,行业主流均值约35%,是各类飞行器中动力系统成本占比最高的。按35%的占比计算,2030年全球eVTOL飞行器动力系统市场价值将达到16.3亿美元,2035年这一数字将增长到60.7亿美元。
eVTOL飞行器制造商聚焦适航认证并推动电推进系统加速市场化
伴随多年投资与快速发展,eVTOL飞行器领域在涌现出一批产品成果的同时,也面临着适航认证进程滞后的挑战。当前,制造商的工作重心正在从快速创新、飞行测试,以及技术验证向产品认证和进入市场过渡。行业领先企业如乔比公司和阿彻公司等都在聚焦其产品认证;同时,制造商还必须兼顾正在进行的研发工作,建立飞行员培训学校,扩大制造能力,策划载客运营程序,筹集更多的资金来维持盈利前的运营,并赢得公众的认可。伴随eVTOL飞行器的适航认证,电推进系统也在加速进行适航认证,从技术创新转入市场运营。
电推进技术在军事领域的应用正逐渐展露
电推进系统具有典型的军民两用特征,GE航空航天公司、雷神技术公司、MagLev公司、乔比公司、阿彻公司、贝塔技术公司、XTI公司等企业的电推进业务越来越呈现军民协同发展的态势。值得一提的是,因全电推进eVTOL飞行器航程和载荷不足,美国国防部已将发展重点由全电推进转向混合电推进飞行器,乔比公司等多家企业纷纷布局这一新兴市场。
结束语
电推进系统是航空动力领域的一条新赛道,行业竞争者既有GE航空航天公司和普惠公司这样的传统航空动力制造商,又有乔比公司和阿彻公司这样的新创企业。2025年电推进系统发展总体态势表现为:作为航空运输中需求量最大、价值量最高的单通道干线客机,适配的混合推进系统主要由GE航空航天公司、雷神技术公司、赛峰集团等传统领先企业推动,同时企业向下兼容支线客机和通用飞机动力;而不断涌入的电推进新创企业则主要争夺功率需求低、开发难度小的支线客机和通用飞机动力市场;无论传统企业还是新创企业,都越来越关注在军民两个市场的协同发展。
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