ملزومات فنی موتور EVTOL

1. خصوصیات فنیموتوری

In برقی توزیع شدهپیشرانه ، موتورها پروانه های چندگانه یا فن ها را بر روی بال یا بدنه هدایت می کنند تا یک سیستم پیشرانه ای را تشکیل دهند که به هواپیما فشار می آورد. چگالی قدرت موتور مستقیماً بر ظرفیت بار هواپیما تأثیر می گذارد. ظرفیت خروجی توان ، قابلیت اطمینان و سازگاری با محیط زیست از عوامل مهم برای تعیین خصوصیات پویا و ایمنی هواپیماهای پیشرانه برقی است. انتخاب وسایل نقلیه الکتریکی ، هواپیماهای بدون سرنشین و موتورهای EVTOL به دلیل هزینه های مختلف ، سناریوهای کاربردی و دلایل دیگر متفاوت است [1].

(منبع عکس: وب سایت رسمی شبکه/صفران)

1) وسایل نقلیه برقی: آهنربای دائمی بیشترموتورهای همزمان ،موتورهای مگنت دائمی با راندمان بالاتر و گشتاور بالاتر می توانند تجربه رانندگی بهتری را ارائه دهند. در عین حال ، چگالی قدرت بالا موتورهای آهنربای دائمی همچنین می تواند به وسایل نقلیه برقی کمک کند تا در همان حجم قدرت بالاتری کسب کنند.

(2) پهپاد: معمولاً بدون برس استفاده می شودموتور DC.موتور DC بدون برس دارای وزن و سر و صدای کم است و هزینه نگهداری آن کم است ، که برای نیازهای پرواز پهپادها مناسب است. دوم ، سرعت موتور DC بدون برس بیشتر است ، که برای نیازهای پر سرعت پرواز هواپیماهای بدون سرنشین مناسب است. به عنوان مثال ، DJI از موتورهای بدون برس استفاده می کند.

(3) EVTOL: الزامات بالاتر برای راندمان حرکتی و تراکم گشتاور ، موتور همزمان مگنت دائمی یک راه حل بسیار امیدوار کننده برای سیستم قدرت پیشرانه الکتریکی است ، زیرا موتور آهنربای دائمی شار محوری دارای میزان استفاده بالایی از فضای شعاعی است و چگالی قدرت و چگالی گشتاور در مورد نسبت قطر کمی طول دارد. هواپیماهای فعلی VTOL برقی ، مانند Joby S4 و Archer Midnight ، همه موتورهای همزمان همزمان آهنربای دائمی را اتخاذ می کنند [1].

شکل زیر تصویر ابر از شدت القاء مغناطیسی روتور ثابت موتور شار تک استاتور تک روتور را نشان می دهد

شکل زیر مقایسه هواپیماهای برقی و پارامترهای موتور برقی برقی است

روند توسعه موتور EVTOL
در حال حاضر ، روند اصلی توسعه سیستم قدرت EVTOL کاهش وزن ساختار حرکتی و وزن کمکی سیستم خنک کننده با بهبود فناوری طراحی الکترومغناطیسی ، فناوری مدیریت حرارتی و فناوری سبک وزن است و به طور مداوم چگالی قدرت موتور و ظرفیت توان خروجی قدرت طیف گسترده ای از شرایط متغیر را بهبود می بخشد. با توجه به "تحقیق و توسعه اتومبیل های پرواز و فن آوری های کلیدی" ، موتور پیشرانه حمل و نقل هوایی توانسته است با استفاده از مواد عایق با محدودیت دمای بالاتر ، مواد آهنربای دائمی با چگالی انرژی مغناطیسی بالاتر و مواد ساختاری سبک تر ، چگالی قدرت بدن را بیش از 5 کیلو وات در کیلوگرم بسازد. با بهبود طراحی ساختار الکترومغناطیسی موتور ، مانند استفاده از آرایه مغناطیسی Halbach ، ساختار هسته آهن ، سیم کشی سیم لیتز و سایر فن آوری ها ، و همچنین بهبود طراحی گرما از موتور ، انتظار می رود که چگالی قدرت دارای رتبه بدن موتور در سال 2030 به 10 کیلووات/کیلوگرم برسد و در 20 کیلوگرم از 1 کیلوگرم از 13 کیلووات برسد.

3. مقایسه مسیرهای برقی خالص و ترکیبی
در مقایسه با مسیر الکتریکی خالص و مسیر ترکیبی ، از انتخاب فعلی تولید کنندگان مربوطه ، پروژه داخلی EVTOL عمدتاً مبتنی بر طرح الکتریکی خالص است که توسط چگالی انرژی باتری های لیتیوم یون محدود شده است ، و ظرفیت پایین Evtol بهترین صحنه فرود فناوری پیشرانه برقی خالص است. در خارج از کشور ، برخی از تولید کنندگان برنامه ترکیبی را از قبل ارائه داده اند و در چندین دور آزمایش و تکرار صدرنشینی را به دست آورده اند. همانطور که از جدول زیر مشاهده می شود ، طرح ترکیبی به وضوح در زاویه استقامتی قوی تر است و می تواند در سناریوی مسافت میانه و ترافیک ارتفاع کم در آینده به کاربردهای بیشتری برسد [1].