【行业动态】Zuri为混合电动倾转旋翼验证机配套柔性燃料发电机发动机

导读：2026年10月13日，捷克航空企业Zuri公布技术验证机2.0（TD 2.0）的发电机发动机方案。挪威边缘性能公司以全新的罗泰克斯912 ULS为基础，完成燃油喷射、内部机件、点火控制和直接驱动取力端改装，使其在串联式混合电动动力系统中专门驱动发电机。

挪威发动机制造商边缘性能公司（EdgePerformance AS）为Zuri的混合电动技术验证机2.0提供一台柔性燃料罗泰克斯912 ULS发动机，用于驱动发电机。边缘性能公司创始人托马斯·豪克林（Thomas Hauklien）说明了航空发动机不再带动螺旋桨后需要作出的调整，Zuri电气系统负责人拉迪姆·拉加（Radim Laga）则介绍了取力轴之后的系统集成。

Zuri已选定总部位于挪威诺托登的边缘性能公司作为TD 2.0的发动机合作伙伴。TD 2.0是一架混合电动倾转旋翼验证机，其总体架构将用于Zuri首款产品，即远程驾驶的远程无人货运垂直起降飞行器。该机设计载荷为115千克，设计航程679千米；保留完整30分钟续航储备时，航程为569千米。

边缘性能公司为欧盟和北约国家的无人航空器项目制造发动机。此次交付的罗泰克斯912 ULS经过大幅改装并采用燃油喷射，可使用RON 98车用汽油，也可使用乙醇含量为1%至100%的乙醇混合汽油。

航空汽油100LL可以偶尔使用，但其含铅添加剂会在润滑油、气门和燃烧室内形成沉积。与其他燃烧含铅燃料的罗泰克斯发动机一样，如果长期使用这种航空汽油，发动机的维护间隔将缩短一半。

在TD 2.0上，这台发动机不驱动螺旋桨，而是作为发电机发动机，带动发电机向飞行器的电动机供电，位于Zuri混合电动动力系统的核心位置。豪克林说，混合系统中发动机面临的最大难题是冷却，因为这里没有常规航空发动机螺旋桨产生的气流为发动机散热。

Zuri不久前公布了一段发动机在布拉格厂房内启动并以慢车状态运行的视频，这是该发动机首次公开运行。发动机将在10月21日至23日于布拉格举行的未来部队展览与论坛上亮相，随后送往专用试验设施，在负载条件下开展功率和热性能试验。

为何在电动飞行器上使用活塞发动机

电池按所储存能量计算质量较大，而垂直起飞会迅速消耗能量。串联式混合动力保留了电推进的优势：每个旋翼都由电动机驱动，能够快速、精确控制，机体内部无需布置贯穿全机的传动轴或齿轮箱；与此同时，系统把能量储存在燃油箱的燃料中。发动机驱动发电机，发电机再向电动机供电。

电池负责缓冲起飞、转换和着陆这些高负荷飞行阶段的功率峰值，并在巡航期间由发电机充电。如果发电机停止工作，电池的储备电量可支持完成着陆。这样一来，航程主要取决于燃油箱，而不是电池容量。

边缘性能公司的交付范围从燃油系统一直延伸到动力输出轴（PTO）。Zuri自行研制的发电机组控制单元通过控制器局域网（CAN）与发动机电子控制单元（ECU）通信，控制节气门，并向电机控制器发出指令，把发电机输出转换为电能。取力轴下游的供电架构和设备均由Zuri负责：电源系统为各旋翼供电，电池缓冲起飞、转换和着陆阶段的功率峰值，并在巡航中充电。

Zuri创始人兼首席执行官米哈尔·伊利奇（Michal Illich）表示，这架飞行器的难点在于电气架构、飞行控制和机体，公司不希望把研制一台全新发动机也加入难题清单。边缘性能公司提供了经过验证、能够灵活使用多种燃料的动力源，使Zuri的工程师可以把精力放在自身承担的技术领域。

TD 2.0发动机主要参数

发动机由挪威诺托登的边缘性能公司制造，基础机型为全新的罗泰克斯912 ULS。改装时更换了凸轮轴、活塞和气缸，采用电子控制单元管理的点火系统、边缘性能公司的燃油喷射系统和直接驱动取力装置。

发动机在每分钟5800转时额定功率为93.0千瓦，即124.7马力；标准型912 ULS的额定功率为73.5千瓦，即100马力。发动机干重57千克，可使用RON 98车用汽油和乙醇含量1%至100%的混合汽油，航空汽油100LL仅用于偶尔使用。

在TD 2.0中，这台发动机带动向电动机供电的发电机。发电机同时负责启动发动机，因此系统不另设启动电机。

托马斯·豪克林谈发动机改装

豪克林于2006年在诺托登创立边缘性能公司。该公司已为采用罗泰克斯发动机的轻型飞机销售约1600台发动机和3500套燃油喷射组件。其推力维京（ThrustVik）系列发动机功率为185至210马力，可为最大重量达到1350千克级别的无人航空器提供动力。豪克林既是公司创始人和首席执行官，也是拥有约3500小时飞行经历的试飞员。原文对以下回答作了篇幅和清晰度方面的编辑。

关于混合电动飞行器使用活塞发动机时最困难的问题，豪克林再次把冷却列在首位。常规航空发动机的螺旋桨会让气流吹过发动机并带走热量，混合系统没有这样的螺旋桨，冷却气流必须由其他方式提供。他认为，这将是TD 2.0发动机集成中最主要的障碍。

当发动机从驱动螺旋桨改为驱动发电机时，除冷却之外，调整和测试方式不会发生太大变化。发电机的负载特性可能不同于螺旋桨，但电子控制单元采用闭环控制，可以对此作出修正。完成最初几次负载试验后，团队将提取控制单元数据，并对控制规律进行必要的细微调整。

边缘性能公司从一台全新的罗泰克斯912 ULS开始改装。工程人员拆开发动机，更换凸轮轴、活塞和气缸，把点火系统改为带可变点火正时的电子控制单元控制方案，并安装自行研制的燃油喷射系统。由于发电机需要比螺旋桨更高的取力转速，原有齿轮箱被直接驱动装置取代。

柔性燃料传感器通过测量燃料的电阻判断实际乙醇含量，电子控制单元再实时改变喷油量。由于无人飞行器上没有飞行员及时发现问题，发动机需要更多传感器和更多数据采集能力；电子控制单元也必须足够智能，能够依据传感器输入和传感器故障情况实时监控并自行作出决定。

每台发动机在交付前都要在边缘性能公司的发动机测功台上运行60至90分钟，完成磨合程序并输出正确、稳定的性能。相关数据会记录在数据库中，并与基准值对比。测功台使用水力测功器开展耐久试验并确保测量结果可重复，其负载特性很像发电机，因此能够较好代表发电工况。

这台发动机最初几次运行没有导致硬件或标定发生变化，因为基础发动机平台已经经过验证和充分试验。对边缘性能公司而言，新的内容是让这一特定发动机使用乙醇燃料。

边缘性能公司提供给Zuri的发动机以成熟设计为基础，但乙醇燃料适应能力和直接驱动取力装置是为这一应用专门增加的。该公司把工作范围限定在取力轴以前的推进系统，取力轴之后的全部工作由Zuri完成。

Zuri负责的系统集成

在取力轴之后，拉加和他的团队把一台发动机集成为混合电动动力装置。团队在发动机上增加了精度更高的传感器，并修改了通向电子控制单元的线路，例如用更精确的传感器替换气缸盖温度传感器，再完成相应的线路连接和标定。燃油箱还配有一个定制油量传感器，并在电子控制单元中完成设置和标定。

拉加认为，这套电子控制单元便于使用，可以定制传感器、控制功能、数据记录和通信功能。边缘性能公司选择这套电子控制单元，为后续集成提供了便利。

TD 2.0不配启动电机。发电机反向拖动发动机完成启动，取消启动电机可以减轻重量。Zuri内部研制的发电机组控制单元管理整套动力装置：它利用电子控制单元提供的运行参数控制电子节气门，向电机控制器下达飞行器需要从发电机获得多少电功率的指令，并负责电气保护。拉加说，虽然这是一个简化说明，但发电机组控制单元实际上就是整套发电机组的主控制单元。

发动机在布拉格试验台以慢车运行时确认了三点：发动机按交付状态运行正常，Zuri设计的润滑油和水冷系统能够工作，向控制器提供信息的传感器读数正常。下一步要回答的是全功率工况问题，这也是豪克林首先提出的冷却难题。Zuri已为发动机在专用设施开展功率和热性能试验做好准备。

拉加表示，试验的主要目标是确定需要多少空气，才能让发动机保持在允许的工作温度范围内。发动机将使用E85燃料，即85%乙醇和15%汽油的混合燃料。Zuri预计，与标准汽油相比，使用E85产生的热量将减少20%至30%，但这一数值还需试验确认或修正。

取得燃料本身也成为一项小型工作。欧洲炼油厂销售E85时的最低数量通常约为1600升，Zuri最终找到一家向赛车队供货、能够按55升数量销售的供应商。

获得热试验数据后，Zuri将修改冷却系统和机身，为发动机提供所需气流，并完成发电机与电机控制器、发电机组控制单元之间的集成。后两项集成工作目前要等待热试验结果。

面向民用和防务任务

边缘性能公司的发动机被归类为军民两用物项，因此某些出口需要许可证。Zuri采用欧洲供应链，不受美国《国际武器贸易条例》（ITAR）约束，并公开供应商信息。这套发动机配置不含受ITAR管制的部件。

燃料灵活性对民用和防务任务同样重要。无论在地区机场还是前沿后勤地点，运营方都可使用高标号车用汽油或任意乙醇比例的混合汽油，并在必要时偶尔使用航空汽油100LL。电子控制单元持续监控传感器并自主处理故障，使无人值守的飞行器能够承担载荷运输任务。每台发动机还会依据基准数据接受试验，以降低飞行器中成熟动力部分的风险。

TD 2.0的动力架构将直接用于Zuri无人货运垂直起降飞行器。该机不需要跑道，可垂直起降，设计载荷115千克，设计航程679千米；保留完整30分钟续航储备时，航程为569千米。

后续计划

这台发动机下一次公开亮相将是在10月21日至23日于布拉格举行的未来部队展览与论坛。展览结束后，发动机将使用E85燃料，在专用试验设施内开展带负载功率和热性能试验。只有在地面试验表明系统已准备就绪后，TD 2.0才会飞行，首次飞行目前计划安排在2027年第二季度。

Zuri是一家2017年在布拉格成立的捷克航空企业，正在研制远程驾驶的远程无人货运垂直起降飞行器，目标是在无需跑道的垂直起降能力与固定翼航程之间结合混合电动推进。飞行器可运送100千克以上货物，也可搭载任务所需的传感器和通信设备，面向民用和防务后勤任务。

边缘性能公司位于挪威诺托登，自2006年以来一直改装罗泰克斯四冲程发动机，为轻型飞机、赛车运动和无人航空器增加燃油喷射、涡轮增压和内部强化部件。该公司已售出约1600台发动机和3500套燃油喷射组件，其185至210马力的推力维京系列为欧盟和北约国家的多个无人航空器项目提供动力。

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