Jos on yksi merkittävä asia, joka jarruttaa sähköistä vallankumousta ilmailumaailmassa, se on energian varastointi. Mutta on olemassa tonneittain erittäin älykkäitä ihmisiä, jotka paukuttavat pois ongelman, miten lisätä akkujen energiatiheyttä, ja toinen kasvava ryhmittymä, joka pyrkii tekemään pitkän kantaman, nopeasti tankattavista vety-polttokenno-voimalaitteista standardin tulevalle lennolle.

joka tapauksessa se tapahtuu tulevina vuosikymmeninä, ja yksi uusi yritys Minneapolisista kääntää huomionsa propulsiojärjestelmän toiseen kriittiseen elementtiin. H3X Technologies syöksyy ulos portista integroidulla sähkömoottorirakenteella, jonka mukaan se voi tuottaa saman jatkuvan tehon kuin jotkut markkinoiden parhaista moottoreista kolmasosalla tai vähemmän kokonaispainosta.

paino on tietysti ilmailussa iso juttu – ja se menee sähkökoneille tuplana. Jokainen punta kuljettaa skyward edustaa punta vähemmän hyötykuorma voit kuljettaa, vähentää alueen saat oman akun tai vetysäiliö, ja lopulta menetys rahaa omistajalle.

pienten ja keskisuurten sähkökoneiden alkaessa siirtyä kaupalliseen käyttöön ja eVTOL air taxi-segmentin pitkään luvattu nousu ikuisesti aivan nurkan takana, H3X näkee suuria mahdollisuuksia hpdm-250-moottorinsa kaltaiselle hirviöpainonsäästäjälle.

ensimmäinen versio painaa 15 kg (33 lb) ja tuottaa 200 kW jatkuvaa tehoa, korkeimmillaan jopa 250 kW. Se on 13,3 jatkuvaa kilowattia kilolta, poikkeuksellinen tehotiheys. Vertailun vuoksi, vuonna 2018 käsittelemämme magnax – aksiaalinen vuomoottori tarjoaa 15 kW/kg-mutta se on huipputeho; sen jatkuva tehotiheys on enemmän kuin 7,5 kW/kg.

ja se on sinänsä aivan poikkeuksellista. Moottori, jota Harbour Air käytti maailman ensimmäisellä kaupallisella sähkökonelennolla viime vuonna, oli Magnix Magni500-Kyllä, On olemassa kilpailevia Sähkömoottoriyhtiöitä nimeltä Magnix ja Magnax-ja tuon laitteen tehotiheys on enemmän kuin 4,2 kW/kg.

kummassakaan edellä mainituista moottoreista ei ole invertteriä, joten mukana pitää olla ylimääräistä painoa – Magnix-voimansiirtojärjestelmän tapauksessa 12 kg (33 lb). H3X-mallissa invertteri on integroitu kuusikulmaiseen prismarunkoon.

moottorin suurin hyötysuhde on 20 000 rpm, joka on paljon nopeampi kuin potkurin pyörittäminen, joten H3X:ään mahtuu myös integroitu planeettavaihteisto 4: 1 alennussuhteella, mikä aiheuttaa vain kolmen lisäkilon (6,6 lb) painokustannukset. H3X: n perustaja ja toimitusjohtaja Jason Sylvestre kertoo, että tiimi olisi voinut suunnitella Moottorin pyörimään hitaammin ja eliminoida Vaihdelaatikon, mutta kokonaistehokkuus ja tehotiheys olisivat kärsineet.

H3X

H3X hpdm-250: n yhdistetty huipputehokkuus moottorin, vaihteiston ja invertterin välillä tässä kokoonpanossa-se, jota todennäköisimmin käytetään sähköisessä lentokoneessa – on 92,9 prosenttia. Magni500: n energiatehokkuus on suuri, mutta teho on paljon suurempi painoyksikköä kohti. Sen jatkuva tehotiheys Vaihdelaatikon ollessa kyydissä on 11,1 kW / kg, mikä on vielä selvästi kilpailijoista kaukana.

miten tämä Minneapolisin startup-tiimi on saavuttanut niin merkittävän harppauksen tehotiheydessä? Sylvestre kertoo, että se on yhdistelmä tekijöitä, jotka kaikki täsmäävät.

”HPDM-250 on suunniteltu työntämään suorituskyvyn rajoja samalla kun minimoidaan järjestelmän massa”, hän sanoo. ”Se on tuote patentti vireillä innovaatioita useilla aloilla ja on korkein integraatio markkinoilla. Tähän sisältyy sähkömagnetiikan optimointi, lisäaineiden valmistus, kehittyneet materiaalit ja korkean taajuuden SiC-tehoelektroniikka.

”kaksi innovaatiota kannattaa nostaa esiin – käytämme yhtä synergististä jäähdytysvaippaa, joka jäähdyttää samanaikaisesti sekä tehoelektroniikkaa että moottoria. Tämä integrointi vähentää järjestelmän massaa ja äänenvoimakkuutta. Lisäaine valmistettu kupari staattori kelat käytetään lisäämään kuparin täyttökerroin ja parantaa jatkuvaa virrantiheyttä valmiudet. Tämä on uusi teknologia, jolla on potentiaalia mullistaa moottoriteollisuus, koska se tarjoaa nopeamman kehityksen, paremman suorituskyvyn ja suuremman suunnittelun joustavuuden.”

nämä 3D-tulostetut kuparistaattorikelat eivät ainoastaan salli H3X: n mahtuvan enemmän kuparia pienempään tilaan, vaan ne auttavat paljon jäähdytyksessä, jolloin HPDM-250 kulkee lähempänä huipputehoaan tuottamatta hallitsemattomia määriä lämpöä. Sylvestren mukaan lisäaineiden valmistus tarkoittaa sitä, että tämä moottori on nopea prototyyppi, iteraatio, skaalaus eri kokoisiin ja tehotasoihin ja mukautumaan asiakkaiden vaatimuksiin.

H3X

sylvestre kertoo, että vaikka osat ovat tiiviisti pakattuja moottorirakenteessa, sen kuusikantinen kuori helpottaa niiden avaamista silloin, kun sitä harvoin tarvitsee avata.

noin 50-kiloisen (110-litraisen) moottorin korvaaminen 18-kiloisella (40-litraisella) tuottaa maukkaan pienen painon osingon yksipotkurisessa koneessa, mutta hyödyt skaalautuvat sitä mukaa, mitä enemmän moottoreita suunnittelemasi käyttää. Sylvestre näkee tämän mallin tarjoavan merkittäviä hyötykuorma -, kustannus-ja kantomatkaetuja eVTOL-takseille, jotka käyttävät tyypillisesti yli kuutta rekvisiittaa. H3X: n tähtäin on kuitenkin isommissa kohteissa.

”seuraavien viiden vuoden aikana tulemme näkemään niitä evtoleja ja pieniä sähkökoneita”, Sylvestre sanoo. ”Mutta vuoden 2030 tienoilla alamme nähdä suurten liikennelentokoneiden sähköistymistä. Sitä sinä haluat tavoitella. Noin Boeing 737: n kokoiset lentokoneet aiheuttavat noin 50 prosenttia kaikista lentokonesektorin kasvihuonekaasupäästöistä. Ilma-alus, joka käyttää hajautettua työntövoimaa, jossa on useita 250 kW: n moottoreita, ehkä 16, jokaisen siiven varrella. Voitte kuvitella, että niiden paino nousee, ja siinä meidän moottorilla voisi olla iso merkitys.”

kuten aina, Poikkeukselliset väitteet vaativat poikkeuksellisia todisteita, joten odotamme innolla kuulevamme, miten prototyyppi toimii.

”olemme prototyyppaamassa sitä juuri nyt”, Sylvestre sanoo. ”Meidän pitäisi testata sitä Q2 ensi vuonna. Liiketoiminnan kannalta etsimme aiesopimuksia potentiaalisilta asiakkailta ja kumppania varhaisten sijoittajien kanssa laajentamaan H3X: ää. ”

yksi pitää silmällä.