德克薩斯州，沃思堡的一座大會(huì)禮堂內(nèi)，航空航天業(yè)一場(chǎng)精彩的大會(huì)臨近尾聲,，隨著最后一個(gè)主題演講結(jié)束，熱烈的掌聲之后,，參會(huì)的工程師,、研究人員和商業(yè)領(lǐng)袖們拿著自己的物品走出會(huì)場(chǎng)，紛紛奔向機(jī)場(chǎng),。 我站在街邊,，向遠(yuǎn)處的出租車招了招手，同時(shí)看了一眼手表,，注意到在45分鐘后,，我應(yīng)該在200英里外的奧斯汀舉行的另外一場(chǎng)會(huì)議上。 就在這時(shí),，出租車停在我身邊,。 我走進(jìn)去關(guān)上門，很快我就飛在空中,。15分鐘后,，我降落在奧斯汀、我自己的車旁,。然后我駕車去下一個(gè)會(huì)議所在地,，很快就到了，還有一些時(shí)間做休整,。
這樣的故事曾經(jīng)經(jīng)常出現(xiàn)在運(yùn)輸行業(yè)描繪的未來(lái)場(chǎng)景中,。夢(mèng)想家們極力向人們分享這一藍(lán)圖，希望能吸引更多的投資進(jìn)入這個(gè)全新的出行模式,，盡管在當(dāng)時(shí)這真的只是夢(mèng)想,。
時(shí)間快進(jìn)到今天，技術(shù)的突破正在將諸如飛行出租車的想法變成現(xiàn)實(shí),。航空業(yè)正在朝著更清潔,，更高效的方向快速挺進(jìn)，從電子垂直起降（eVTOL）到混合動(dòng)力飛機(jī)的電氣化,，及至最終的全電動(dòng)動(dòng)力飛機(jī),。
盡管取得了這些進(jìn)步，企業(yè)的決策仍必須根植于安全性,，一致性和可擴(kuò)展性,。那么，工程師和他們所代表的組織如何在保持扎實(shí)和務(wù)實(shí)的同時(shí)設(shè)定更高的目標(biāo)并抓住機(jī)遇呢,？
讓我們從三個(gè)方面探討測(cè)試如何推動(dòng)負(fù)責(zé)任的創(chuàng)新,、以及NI如何在其中提供幫助。
eVTOL和飛行出租車
電動(dòng)汽車和自動(dòng)駕駛汽車的進(jìn)步激發(fā)了人們對(duì)航空電池動(dòng)力整合的新興趣。來(lái)自硅谷和其他地方的初創(chuàng)企業(yè)正在與航空航天和運(yùn)輸?shù)闹饕獏⑴c者（例如豐田,，空客和優(yōu)步）合作,，帶頭開展此類工作。 例如,，來(lái)自英特爾和德國(guó)的Lilium Aviation的電動(dòng)原型機(jī)已經(jīng)進(jìn)行了1,000次試飛,。
到2040年，eVTOL和空中出租車市場(chǎng)的規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到1.5萬(wàn)億美元,，商業(yè)整合最早可能在2022年開始,。但是，隨著主導(dǎo)這一市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)刺激了機(jī)遇,，企業(yè)不能在安全性和實(shí)用性上有任何妥協(xié),；相反，他們的設(shè)計(jì)必須承擔(dān)完全的責(zé)任,?？罩谐鲎廛噷?duì)旅客和其他飛機(jī)器構(gòu)成重大風(fēng)險(xiǎn)，它們的子系統(tǒng)可能會(huì)發(fā)生故障,，并且可能容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊,。為了減輕諸如此類的潛在缺陷，嚴(yán)格的測(cè)試必不可少,。 能源管理,、分配和發(fā)電子系統(tǒng)也需要相同級(jí)別的測(cè)試，并且又不能停止創(chuàng)新,。
隨著公司從原型過(guò)渡到生產(chǎn),，他們必須通過(guò)驗(yàn)證獲得安全性和可靠性認(rèn)證。在這個(gè)階段,，早期開發(fā)中使用的PCB,、布線和測(cè)試系統(tǒng)在規(guī)模擴(kuò)展和維護(hù)時(shí)可能會(huì)顯得既耗時(shí)又成本高昂。為了跟上加速的開發(fā)進(jìn)度,，企業(yè)需要驗(yàn)證測(cè)試系統(tǒng)以適應(yīng)傳感器、負(fù)載和仿真的變化,。
在NI,，我們知道測(cè)試是從原型到生產(chǎn)的關(guān)鍵任務(wù)。我們可以在驗(yàn)證階段提供靈活而可定制的方案和服務(wù)體系,，之后在工作流程中進(jìn)行最小的更改就可以把系統(tǒng)轉(zhuǎn)換去服務(wù)生產(chǎn)測(cè)試,。我們的客戶就可以專注于他們最擅長(zhǎng)的領(lǐng)域-創(chuàng)新。
混合動(dòng)力飛機(jī)將于2020年開始飛行
電氣化已經(jīng)悄然滲透進(jìn)飛機(jī)行業(yè),。液壓和氣動(dòng)系統(tǒng)正在逐步過(guò)渡到電氣系統(tǒng),，結(jié)果是制造飛機(jī)的效率更高，也更易于維護(hù)。加上大力推動(dòng)降低碳排放量,，使得混合動(dòng)力飛機(jī)得以推廣,。
2020年，飛機(jī)裝備牌電氣化（MEA）的世界發(fā)生了很多事情,，包括宣布了兩架支線飛機(jī)：
— Wright Electric和EasyJet之間的合作伙伴Wright 1將于2023年開始飛行測(cè)試,。
— 來(lái)自英國(guó)電動(dòng)航空集團(tuán)的HERA計(jì)劃在2028年將飛機(jī)投入使用。
除此之外,，空中客車,、勞斯萊斯和西門子三方為期三年的項(xiàng)目也在2020年達(dá)到高潮，一種名為E-Fan X的混合電動(dòng)演示飛機(jī),，使用E-Fan X的2MW電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),，為機(jī)上的電氣子系統(tǒng)供電并為飛機(jī)提供推力。整個(gè)飛機(jī)上集成的測(cè)試系統(tǒng)提供了關(guān)鍵的洞察和見(jiàn)解,，包括如何管理因電池增加的重量,、因能量耗散而產(chǎn)生的熱效應(yīng)、以及靜態(tài)電源輸出的功率差異,。根據(jù)空中客車的說(shuō)法,，這項(xiàng)計(jì)劃僅僅是個(gè)開始：“我們很高興看到這個(gè)首創(chuàng)的演示機(jī)是航空業(yè)真正的游戲規(guī)則改變者，它更是我們航空業(yè)實(shí)現(xiàn)擺脫碳排放的雄心的關(guān)鍵一步,?！?/p>
類似E-Fan X這樣的項(xiàng)目試飛中產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，收集到的數(shù)據(jù)可以更好地為以后的嵌入式軟件測(cè)試提供仿真模型,。隨著企業(yè)繼續(xù)在這類項(xiàng)目上進(jìn)行投資,，他們必須盡早進(jìn)行測(cè)試，才能不損傷硬件或犧牲安全,。
NI的硬件在環(huán)（HIL）解決方案可以用相同的測(cè)試系統(tǒng)在這些仿真環(huán)境和真實(shí)硬件之間進(jìn)行自由切換,，為客戶節(jié)省驗(yàn)證時(shí)間的同時(shí)促進(jìn)測(cè)試資源在各種測(cè)試需求中的重用。
全電動(dòng)飛機(jī)的未來(lái)
要使全電動(dòng)飛機(jī)成為現(xiàn)實(shí)并最終普及,，就要更進(jìn)一步的電池技術(shù)和高效電能轉(zhuǎn)換,。目前，化石燃料提供的能量是電池的100倍,。給飛機(jī)添加更多的電池會(huì)增加重量,，并增加化學(xué)和火災(zāi)隱患的風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)需要突破能量存儲(chǔ)和分配的難題,，但是一些我們熟悉的名字并沒(méi)有停下探索的腳步：
— 賽峰集團(tuán)（法國(guó)）和波音公司最近宣布成立一家合資企業(yè),，為城市空中交通和電動(dòng)飛機(jī)項(xiàng)目開發(fā)電池。
— GE航空與NASA合作開發(fā)大型商用電動(dòng)飛機(jī)的逆變器,。
兩家企業(yè)都必須證明它們能夠滿足容量和排放需求,。此外,，除了模擬用于電氣子系統(tǒng)的電池外，企業(yè)還需要開發(fā)和測(cè)試?yán)缧码姵氐某潆娗€和充電周期,。汽車領(lǐng)域電池技術(shù)的進(jìn)步可以作為全電動(dòng)飛機(jī)工作的基礎(chǔ),。 NI在這兩個(gè)行業(yè)的專業(yè)知識(shí)使兩個(gè)行業(yè)的客戶都有受益。
結(jié)論
飛機(jī)行業(yè)的電氣化浪潮為擴(kuò)大技術(shù),，增加人口稠密社區(qū)的機(jī)動(dòng)性以及創(chuàng)造更清潔,、更可持續(xù)的交通方式提供了機(jī)會(huì)。同時(shí),，這波浪潮在所有階段都提出了對(duì)安全,、可靠性和成本的關(guān)注，這都是不容忽視的要素,。 如果我們希望有一天乘飛行出租車往返于城市之間,，或者當(dāng)我們乘飛機(jī)長(zhǎng)途旅行時(shí)能大大減少我們的碳排放，那么一件很明確的事是：嚴(yán)格的測(cè)試才能將這些夢(mèng)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),。