3 zhao tienan rx1e

电动飞机研制与适航 

沈阳航空航天大学 

辽宁通用航空研究院 

赵铁楠 

2019 年 10 月

1. 为什么发展电动飞机 

2. 电动飞机研究现状 

目 

录 

3. 电动飞机技术难点 

4. 应锐用翔推系广列电动飞机研制 

5. 锐翔电动飞机适航 

6. 轻型电动飞机使用需局方解决的问题 

7. 展望

为什么发展电动飞机 Why Electric 

• 21 世纪是环保世纪 , 节能减排成为人类共识 ; 

• 中国的责任 :2013 年 9 月 7 日 , 习近平总书记在哈萨 

克斯坦纳扎尔巴耶夫大学发表演讲并回答学生们提出 

的问题 , 在谈到环境保护问题时他指出 : 我们既要绿 

水青山 , 也要金山银山。宁要绿水青山 , 不要金山银 

山 , 而且绿水青山就是金山银山。 

• 传统化石能源飞机 VS. 

‣ 噪声污染 

‣ 排放 ( 温室气体、重金属 ) 污染 

• 新能源飞机 

‣ 低噪音 

‣ 零排放

电动飞机发展现状 

EADS Cri-Cri 

ElectraFlyer Trike 

APEV Pouchelec 

e-GeniusPEV 

Sonex 公司 ESA 

• 全球约有 170 个在研的电动飞机项目 , 

Extra 330LE 

预计年底达到 200 个 , 主要集中在北 

美和欧洲地区。 

Taurus G4 

Elektra One 

E-Fan

电动飞机技术难点一 

气动布局创新设计 

• 受限于电池能量密度水平 , 电动飞机应具有很高的气动效率 , 以减小能量消耗 , 提高航时 ; 

• 在常规布局基础上 , 还需要重点开展以下研究 : 

翼身融合布局 

分布式推进布局 

桁架支撑翼布局

电动飞机技术难点二 

高效高功重比电推进技术 

• 电推进技术是电动飞机的核心技术 , 决定了电动飞机的动力、航时等关键性能指标 ; 

• 为满足高效率、高功重比和高可靠性要求 , 需要开展高效率电动机及控制系统设计 , 高效 

率低噪声螺旋桨设计等关键技术攻关。

电动飞机技术难点三 

轻质高效复材结构设计技术 

• 为降低能耗 , 轻质高效的复合材 

料结构是电动飞机的唯一选择。 

• 通过监测树脂流动、浸润、固化 

过程 , 优化复合材料工艺 ( 参数、 

铺层、模具等 ), 以减轻结构重 

量、降低结构成本、抑制内残余 

应力、控制结构变形。 

• 研究复合材料结构表面处理技术 , 

提高飞机复合材料结构的表面光 

洁度 , 进而减小空气阻力。 

∆R/R 0 

3 

sensor 1 

Infiltration process 

2 

1 

Infiltrating completely 

0 

3s Began to infiltrate 

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 

Time/s

电动飞机技术难点四 

能源系统技术 

• 能源系统是电动飞机的供能组件 , 其性能从根本上决定了电动飞机的续航时间和航程。 

锂电池 

氢燃料电池和 

锂电池混动 

空气系统 

储氢罐 

燃料电池 

DC/DC 

ECU 

控制器 

锂电池系统 

电动机 

螺 

旋 

桨

锐翔电动飞机研制 

• 辽宁通用航空研究院成立于 2011 年 2 月 , 是辽 

宁省依托沈阳航空航天大学成立的事业单位 , 

致力于新能源电动通用飞机研发。 

• 为了验证电动飞机总体、气动、复合材料结构 

以及电动力系统集成技术 , 在建院之初开展了 

SY1 锂电池无人机和 LN60F 燃料电池无人机研 

发 , 分别于 2012 年 5 月和 7 月首飞成功。 

• 经调研 , 美国的 20 多万架通用飞机中 , 有 60% 

左右是 2-4 座飞机。因此 , 研究院将 2-4 座电动 

飞机作为重点发展型号。

锐翔电动飞机研制之 RX1E 

• 乘员 :2 人 

• 翼展 :14.5m 

• 机长 :6.6m 

• 机高 :2.4m 

• 最大起飞重量 :500kg 

• 最大有效载荷 :160kg 

• 最大飞行速度 :160km/h 

• 巡航速度 :110km/h 

• 最大飞行高度 :1400m 

• 最大续航时间 :1h 

• 最大使用过载 :+4g/-2g 

• 电动机最大功率 :40kW 

RX1E 飞机


• 机体结构包括机身、机翼、尾翼、起落架等部件 ; 

• 机身采用碳纤维复合材料硬壳式结构。 

• 全机械式操纵系统 , 主要包括操纵装置、传动机 

构和操纵面 , 使用推拉钢索。 

• 电动力装置由电动机、控制器、电池组和动力综合显示器四大主要部分组成。


• 采用高效的气动外形 , 气动效率高 , 滑翔性能好 ; 

• 以稀土永磁同步电动机为动力 , 效率高达 94%; 

• 机体结构 90% 为复合材料结构 , 外形流线 , 易维护 ; 

• 针对 RX1E 轻型飞机电推进装置研发了健康监控系统 ; 

• 整体式座舱结构 , 结构强度好 , 座舱视野宽阔 ; 

• 操纵稳定性好 , 操作简单 , 尤其适合新飞行员的培训 ; 

• 电动力系统零部件少 , 维修容易 , 费用低和运行成本低 ; 

• 自主研发 , 自行制造 , 拥有自主知识产权。 

• 采用全数字化三维设计手段 , 使飞机的设计快速。 

• 采用先进低成本复合材料制造工艺 , 保证产品高性能。 

航电电气系统主要 

包括飞行仪表、通讯 

电台、开关线缆、电 

源等部分。


• 2015 年 2 月 ,RX1E 飞机获颁型号设计批准 

书。 

• 2015 年 12 月 , 取得生产许可证。 

• RX1E 飞机现已投产 28 架 , 交付使用 14 架 , 

分布在内蒙古自治区、山东省和辽宁省。 

• 运营的机场包括 : 沈阳法库财湖机场、山 

东日照山字河机场、山东台儿庄机场、铁 

岭腰堡机场等。 

• 主要用于飞行员培训、航空体育竞技飞行、 

体验飞行和娱乐飞行 , 总计飞行 2550 小时。

锐翔电动飞机研制之 RX1E-A 

• 依托 RX1E 飞机技术平台 ; 

• 改进、优化设计。 

• 重量增加至 600kg; 

• 增加电池组容量 ; 

• 电机功率提升 ; 

• 远程故障诊断管理系统 ; 

• 加装整机降落伞 ; 

• 增大副翼面积 ; 

• 增加座舱通风 ; 

• 结构适应性更改 ; 

• 可选配整机降落伞 , 提高了飞行的安全性 

乘员 2 人续航时间 2.5 小时 

起飞总重 600kg 螺旋桨效率 90% 

巡航速度 120km/h 控制器效率 96% 

失速速度 82km/h 最大飞行速度 160km/h 

电动机功率 50kW 最大航程 240km 

电动机效率 94% 可拆卸电池设计 , 更换时间少于 10 

分钟

锐翔电动飞机研制之 RX1E-A 

锐翔增程型双座电动飞机 RX1E-A 

• 2018 年 10 月 , 取得型号合格证 (TC); 

• 2019 年 4 月 , 取得生产许可证 (PC)。 

• 2018 年 11 月 ,RX1E-A 飞机赴第 

十二届珠海国际航展进行飞行 

表演 , 并作为中央广播电视总 

台特约空中报道飞机。

锐翔电动飞机适航 

适航审定基础 - 审定程序 

按照航空器型号审定程序 (AP-21-AA-2011-03-R4) 开展 RX1E 飞机适航审定工作。

适航审定基础 - 适航标准 

•AC-21-06 

《初级类航空器 

适航标准 - 超轻 

型飞机》作为主 

审定基础 ; 

• CCAR-21-R3《民用航空产 

品和零部件合格审定规定》第 

21.25 条 “ 型号设计批准书的 

颁发 : 限用类航空器 ”; 

• AC-21-AA-2009-25《轻型 

运动航空器适航管理政策指 

南》;


复合材料结构适航 (20 项 ) 

尾翼及后机身试验 

(4 项 ) 

起落架静力试验 

(5 项 ) 

电机安装架和机身 1 框静力试验 

(3 项 ) 

机翼及机身静力试验 

(5 项 ) 

座椅、安全带、后电池舱及伞舱静力试验 

(3 项 )


锂电池适航 

动力锂电池的适航参考 DO-311、DO-160、ASTM2840, 盟固利电池研究院与辽宁通用航空研究院共 

同编写了 RX1E 型飞机用锂离子动力电池测试规范。 

以规范为基础 , 编写了 RX1E 型飞机用锂离子动力电池试验大纲 , 

并经局方批准。 

• 大部分试验在盟固利实验室进行。 

• 飞行试验及地面试验在辽宁通用航空研究院进行。 

• 电磁兼容试验在合肥航太进行。


电推进系统适航 

电推进系统台架试验 

动力锂电池系统充放电试验 

40AH 电池系统测试清单 ( 共计 24 项 ) 

序号测试项目序号测试项目 

1 锂电池充放电 13 充电保持 

2 低温下的 1I1(A) 容量 14 深度放电 

3 外短路保护 15 手柄强度 

4 充电能力 16 振动 

5 绝缘电阻和介电强度 17 运动中的冲击 

6 起落航线典型工况测试 18 温度冲击 

7 过充电保护 19 湿度 

8 高电压暴露保护 20 防水性 

9 

单点过放保护失效 , 有保护的充电 

测试 

21 高温下物理完整性 

10 单点过充保护失效 22 去除保护的外部短路 

11 单点热控制系统失效 23 液体敏感性 

12 储存 24 盐雾 

螺旋桨试验


适航审定试飞 

2014 年 10 月 13 日至 17 日 , 局方试飞员进行了审定试飞。 

• 局方试飞员 : 孔翔 ; 

• 审定试飞平台 :RX1E 01002 架 ; 

• 试飞科目 : 完成局方试飞大纲 20 个科目 ( 含尾旋、不可超越速度等 ); 

局方试飞员认为 RX1E 飞机的飞行性能、操稳特性、操纵系统、动力系统、仪表配置、通讯设备等满 

足适航要求 , 局方审查人员对试飞结果表示认可。


适航审定试飞 

按照型号合格审定程序及符合性验证计划进行适航审定工作 , 

共审查文件 76 份 , 目击试验 21 次 , 召开了协调、审查会议 45 次。 

审查方认为 RX1E 飞机满足适航标准要求。 

2015 年 2 月 6 日 , 颁发了型号设计许可证 TDA。

电动飞机需局方解决的问题 

根据 AP-61-FS-2019-002《初级飞机实施商用驾驶员执照和仪表等级训练适用性评估办法》 

中对初级飞机有如下要求 : 

构型要求 

• 具备前三点式起落架 

• 具备可收放式襟翼 

• 具备封闭式驾驶舱 

• 具有至少两个左右布局的驾驶员座位 , 并且 

具有发动机操纵装置和飞行操纵装置 

• 至少在两个驾驶员座位上有足够的视野 , 使 

得每个驾驶员都能够进行安全操作 

性能要求 

• 最大起飞重量不小于 500 公斤 

• 最大有效载荷不小于 200 公斤 

• 最大航程不小于 700 公里 

• 最大续航时间不小于 4 小时 

• 75% 最大连续功率对应的巡航速度不小于 95 海 

里 / 小时 

• 最大演示侧风限制不小于 7 米 / 秒

RX1E-A 目前情况 

• 可收放襟翼、航程和航时、75% 最大连续功率对应的巡航速度、侧风限制四 

项无法满足 

1. 襟翼方面 :RX1E-A 配置有扰流板 , 可利用操纵角度代替襟翼操作 ; 

2. 航程航时 :RX1E-A 飞机可实现在 30 分钟剩余电量条件下有效飞行时间 2 小时 , 

航程 240Km, 可以实现起落和机动飞行科目 ; 

3. 巡航速度 : RX1E-A 最佳飞行速度为 110~140Km/h, 与同级别油动飞机相差不 

大。 

4. 侧风限制 :RX1E-A 经实验验证的最大侧风是 6m/s, 从实际性能上 RX1E-A 具备 

7m/s 环境下的安全飞行能力。

轻型电动飞机使用需局方解决的问题 

建议 

• 民航当局的要求是按存在近百年的油动飞机基础上编制的 , 电动飞机刚刚投入使用 , 与传统 

油动飞机有很大差别。 

• 建议考虑电动飞机的特殊性 , 对其用于商照培训给予偏离许可 , 以促进电动飞机的应用和发 

展。 

• 针对电动轻型飞机 , 修改构型要求和性能要求。如 : 

• 无需可收放襟翼或可用扰流板偏离替代 ; 

• 航程不小于 240 公里 , 航时不小于 2 小时 ; 

• 75% 最大连续功率对应的巡航速度不小于 110km/h; 

• 侧风限制不小于 6 米 / 秒。

未来展望展望双座电动水上飞机

展望 

• 2019 年 10 月末首飞 ,2021 年投放市场。

展望

展望 

电 - 电混动四座飞机 

• 以四座电动飞机为平台 , 实现锂电池和氢燃料电池的多电 

源供电。 

• 锂电池实现大功率供电 , 燃料电池支撑长航时飞行。这些 

特点决定了它们未来广阔的应用前景 , 力争最大航程达到 

油动飞机水平。 

‘’9+2‘’ 座电动飞机 

• ‘’9+2‘’ 座电动飞机 , 预研工作已经启 

动。 

• 飞机计划采用锂电池、氢氧燃料电池、铝空 

气电池综合混合的动力系统 , 其研制将带动 

一系列技术革新 , 并开启航空新纪元。 

• 此款电动飞机可容纳九名乘客和两名机组人 

员 , 航程超过 1000 公里 , 可承担公务客运任 

务。

• 近年来 , 在全球范围内兴 

起了电动飞机研发热潮 , 

航空业正在步入 “ 第三时 

代 ”。 

• 以本次电动航空国际论坛 

的召开为契机 , 全球电动 

航空业有望得到推动和发 

展 , 同时带动多个相关产 

业的整体发展。 

THANK YOU!

3 zhao tienan rx1e

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