4月2日，俄羅斯副總理尤里·鮑裡索夫表示：在2021莫斯科航展上，俄羅斯將展示最新的超導混合動力航空發動機。這一航空發動機已經搭載在以雅克-40為平臺改造的驗證機上。
兩個月前，俄羅斯前景研究基金會就曾表示，其委託的SuperOx公司已經研製出了一款500千瓦動力的高溫超導航空電動機，並且正在開展超導混合動力航空發動機的研究與測試工作。按照俄羅斯前景基金會的訊息，俄羅斯已經首次進行了基於高溫超導技術研製且完全由電池供電的電力推進系統試驗。
超導動力系統被全球航空產業鏈公認為是能夠改變航空製造既有格局、突破現有技術瓶頸的重要技術之一。那麼，飛機為什麼要使用混合動力？而超導磁體技術對於改善飛機的混動系統究竟有多大意義？
傳統飛機動力系統已難有更大提升
近幾十年來，全球民用客貨運噴氣式飛機的設計發展表現出了非常強烈的趨同性：圓筒風格的機身，大展弦比的後掠翼安裝在機身底部，機翼下吊掛2-4臺發動機——而且越來越傾向於兩臺發動機。
在當前的推進系統原理下，只有這樣的設計佈局才在相容傳統機場的廊橋等地面設施的同時，賦予飛機最輕的結構重量、最好的氣動效率以及最佳的座艙體驗。
但如果跳出渦輪發動機對飛機設計帶來的限制，採用高效能的電機動力系統，現有飛機設計上的很多缺陷都可以被根治，很多已經被認為難以繼續提高的效能指標還有非常大的提升空間：
現有渦輪發動機熱效率已快接近設計極限，比如從熱效率上看，渦扇發動機的熱效率目前只能達到40%左右，提升空間已經非常小，而且每一次小幅度的效能提升都意味著代價昂貴。如果將渦扇發動機換成電機驅動的螺旋槳或者涵道風扇，飛機推進系統對能量的利用效率就可以得到非常大的提升。
另一個例子是，為了節省各方面的成本，當代運輸類飛機一直傾向於選擇數量最少、推力最大的雙發方案。
但其中也隱含了相當的安全風險（如鳥擊引發雙發同時失效），也限制了飛機的效能設計——飛機設計師不敢、也不能充分利用發動機的吸氣和噴流過程，對機翼進行減阻增升。
相比目前的主流飛機設計樣式，分散式推進系統則能極大的解放飛機總體設計
電動力瓶頸：電池儲能密度過低
和渦輪發動機不同，電機效率高低與自身尺寸的相關性很弱，而且和飛機機體間不需要複雜的油液、氣路、機械傳動連線。因此電動力飛機，完全可以用多個小尺寸的涵道風扇來滿足總的推進功率。
同時，由於電機的可靠性遠高於渦輪發動機，而且多電機佈局下，即便一至兩個電機失效，對飛機整體動力帶來的影響也有限……在分散式佈局下，飛機設計師甚至可以把整個機翼都做成夾層結構，在機翼中間通鋪一層小直徑的電機驅動涵道風扇，把機翼氣動效率提升到前所未有的地步，並有效降低全機噪聲。
空客Efan2.0雙座純電動飛機，2015年首飛。但其效能在滿電狀態下只能續航1個小時。
但目前，類似電動力汽車發展歷程，目前制約飛機推進系統電動化的最大瓶頸同樣在於電池的儲能密度過低：目前能量密度最高的鋰電池也只能達到200W.h/kg，而航空煤油的燃燒值則高於42.5MJ/kg，在儲能上比電池強好幾十倍。
因此，現有的電池對飛機來說還是太大、太重……而隨著飛機噸位與航程的不斷提升，重量不斷增加的電池組會迅速抵消掉飛機完全電動化帶來的效能提升收益……
因此，在可見的未來，如果電池儲能密度無法實現大的提升，在中大型飛機制造領域傳統燃油動力系統依然具備壓倒性的優勢。
混合動力系統原理
正是由於在充電和儲能密度方面，現有電池尚未實現革命性的突破，因此諸多航空製造商將目光投向了“燒油→發電→電機推進”的混合動力方案，這是目前中大型飛機能夠兼得“燃油儲能+電推進”的最現實、效能也最優的技術方向，也正是俄羅斯不斷推進超導混合動力系統的原因所在。
超導電機尚缺可靠的冷卻系統
俄羅斯正在推進的超導混合動力系統飛機，亮點在於其混動系統使用了超導磁體。但其實對混動系統來說，超導磁體並不是其電機（包括髮電機和電動機）不可或缺的要素，只是一個可能的效能加分項，並且這個加分的代價很可能高到得不償失。
1 超導技術要求嚴苛的工作條件
由於電機的效率很高，因此超導技術對其效率的提高並不明顯。相比之下，超導電機主要的優勢是在相同的扭矩、功率等指標下，讓電機的體積縮減到原來的30~50%，並且重量更輕。
一種超導電機的簡要結構示意圖
西門子的4MW超導發電機，紅框是發電機，綠框是冷卻系統。
但是，要持續維持超導材料處於超導狀態，條件非常苛刻。即使是所謂的高溫超導材料，至少也需要在液氮的冷卻下才能保持超導特性。
因此，超導電機的工作狀態必須依賴一套非常精密複雜的冷卻系統才能維持。而現有的超導電機更常使用液態的氦氣或者氖氣作為冷卻介質——它們比液氮更冷，但稀有而昂貴。
GE研發的的36.5兆瓦超導電機。作為船舶動力系統，美國海軍在2008年應用此係統進行了滿負荷測試。
因此，超導電機的體積重量優勢，需要對電機功率和尺寸的需求足夠大的背景下，才能展現出一定的實用價值——而這個“足夠大”的需求背景，最大起飛重量只有十幾噸的雅克-40平臺肯定是不夠的，就算是100到200噸級的飛機，平臺也依然不夠大。
2 冷卻系統可能削弱電機可靠性
同時，由於超導材料高度依賴冷卻系統，這也極大的削弱了電機固有的高可靠性優勢。但飛機的動力系統，恰恰是所有交通載具中對可靠性要求最高的。
處於這樣的原因，美歐此前所研發的超導電機動力系統，其主要的規劃和驗證性使用都集中在工業級用途，尤其是船舶動力方面。對於飛機來說，擅自啟用超導電機動力系統，將對航空安全提出極大的挑戰。
3 相關產品價格高企
此外，除了以上技術方面的問題，超導材料、超導電機冷卻系統等產品價格奇高，也客觀上阻礙了超導混動系統的大規模市場化應用。
全球範圍內來看，目前超導磁體在市場上最大的應用主題是核磁共振成像裝置。由於核磁共振成像裝置需要強力、且磁場分佈非常均勻的先進磁體，因此，全球超過80%的核磁共振成像裝置採用了超導磁體，是超導磁體目前最重要、產量最大的實際用途。
如何判斷超導動力系統研製實力？
基於這樣的現實，判斷某個國家或者地區對超導磁體的應用水平高低，可以憑藉一個直觀的判斷標準：看這個國家或地區的企業，是否具備設計、製造高效能核磁共振成像裝置的能力，並且在保證可靠性的同時，把成本控制到一個較低的水平。
從這個角度來衡量，德國西門子、美國GE公司具有相當的優勢：他們既是全球最主要的先進核磁共振裝置製造商，也是先進超導電機的研製商。其超導電機的大量關鍵技術，都在核磁共振裝置的超導磁體研發中經歷了長期積累和實際使用驗證。而俄羅斯在這一方面的研發實力則依然尚待提升。
但航空技術的發展，並不是一個“水到渠成”的過程，而需要魄力與投入，以戰略考量與發展速度來擊敗可能的競爭對手。從這個角度來說，俄羅斯發展超導混動飛機，是有意識的尋找一個技術空白領域，集中技術與投資優勢，期望達成“世界首個”的突破，同時提升相關領域的科技水平。與之相較，這樣的動力系統必然在實用性和經濟性上作出了巨大的讓步和捨棄。