dacă există un lucru major care împiedică o revoluție electrică în lumea aviației, este stocarea energiei. Dar există o mulțime de oameni foarte inteligenți care se lovesc de problema cum să crească densitatea energetică a bateriilor și o altă facțiune în creștere care lucrează pentru a face ca motoarele cu hidrogen cu combustibil cu rază lungă de acțiune să fie standardul pentru zborul viitor.

oricum, se va întâmpla în următoarele decenii, și o nouă companie din Minneapolis își îndreaptă atenția către celălalt element critic al sistemului de propulsie. H3x Technologies izbucnește din poartă cu un design integrat al motorului electric, care spune că poate oferi aceeași putere susținută ca unele dintre cele mai bune motoare de pe piață la o treime sau mai puțin din greutatea totală.

greutatea, desigur, este o afacere mare în aviație – și asta merge dublu pentru aeronavele electrice. Fiecare kilogram transportat spre cer reprezintă o lire mai puțină sarcină utilă pe care o puteți transporta, o reducere a intervalului pe care îl veți obține de la baterie sau rezervorul de hidrogen și, în cele din urmă, o pierdere de bani pentru proprietar.

cu avioanele electrice mici și mijlocii care încep să intre în serviciul comercial și creșterea promisă de mult timp a segmentului de taxi aerian eVTOL pentru totdeauna chiar după colț, H3X vede oportunități mari pentru un economizor de greutate monstru precum motorul său HPDM-250.

prima versiune va cântări 15 kg (33 lb) și va produce 200 kW de putere continuă, atingând un maxim de până la 250 kW. Asta înseamnă 13,3 kilowați continuu pe kilogram, o densitate de putere extraordinară. Pentru comparație, motorul cu flux axial Magnax pe care l – am acoperit în 2018 are 15 kW/kg-dar aceasta este puterea de vârf; densitatea sa continuă de putere este mai mult de 7,5 kW/kg.

și asta în sine este absolut excepțional. Motorul folosit la primul zbor comercial de aeronave electrice din lume anul trecut de Harbour Air a fost un Magnix Magni500 – da, există companii concurente de motoare electrice numite Magnix și Magnax – iar densitatea de putere a acelui lucru este mai mult de 4,2 kW/kg. mai mult ,niciunul dintre motoarele de mai sus nu are un invertor încorporat, deci trebuie să transportați o greutate suplimentară – 12 kg (33 lb) în cazul sistemului de acționare Magnix. Designul H3X are invertorul integrat în corpul prismei hexagonale. cea mai mare eficiență a motorului este la 20.000 rpm, ceea ce este mult mai rapid decât ați roti o elice, astfel încât H3X îl poate potrivi și cu o cutie de viteze planetară integrată cu un raport de reducere de 4:1, suportând un cost de greutate de doar trei kilograme suplimentare (6,6 lb). Fondatorul și CEO-ul H3x, Jason Sylvestre, ne spune că echipa ar fi putut proiecta motorul să se rotească mai încet și să elimine cutia de viteze, dar eficiența generală și densitatea de putere ar fi avut de suferit.

H3X

eficiența combinată maximă a H3X hpdm-250 între motor, cutie de viteze și invertor în această configurație – cea mai probabil utilizată la bordul unei aeronave electrice – este de 92, 9 la sută. Asta e destul de mult bang pe eficiența energetică a Magni500, doar cu putere mult mai mare pe unitate de greutate. Densitatea sa continuă de putere cu cutia de viteze la bord este de 11,1 kW/kg, încă departe de concurență.

cum a reușit această echipă de start-up Din Minneapolis să realizeze un salt atât de remarcabil în densitatea puterii? Sylvestre ne spune că este o combinație de factori care se adună. „HPDM-250 a fost proiectat pentru a împinge limitele de performanță, reducând în același timp masa sistemului”, spune el. „Este produsul inovației în curs de brevetare în mai multe domenii și prezintă cel mai înalt nivel de integrare de pe piață. Aceasta include optimizarea electromagnetică, fabricarea aditivilor, materialele avansate și electronica de putere sic de înaltă frecvență.

„două inovații merită evidențiate – folosim o singură manta de răcire sinergică pentru a răci simultan atât electronica de putere, cât și motorul. Această integrare reduce masa și volumul sistemului. Bobinele statorului de cupru fabricate aditiv sunt utilizate pentru a crește factorul de umplere a cuprului și pentru a îmbunătăți capacitatea de densitate continuă a curentului. Aceasta este o nouă tehnologie care are potențialul de a revoluționa industria producătoare de motoare, deoarece oferă o dezvoltare mai rapidă, performanțe mai bune și o flexibilitate mai mare a designului.”

acele bobine de stator de cupru imprimate 3D nu numai că permit H3X să încadreze mai mult cupru într-un spațiu mai mic, ci ajută foarte mult la răcire, permițând HPDM-250 să funcționeze mai aproape de puterea sa de vârf fără a genera cantități de căldură imposibil de gestionat. Și Sylvestre spune că fabricarea aditivă înseamnă că acest motor va fi rapid de prototip, iterat, scalat la diferite dimensiuni și niveluri de putere și se va adapta la cerințele clienților.

H3X

ne spune că, deși componentele sunt bine ambalate în designul motorului, carcasa sa cu șase capace asigură un acces ușor în rarele ocazii în care va trebui să o deschideți.

înlocuirea unui motor de aproximativ 50 kg (110 lb) cu unul de 18 kg (40 lb) va oferi un dividend gustos în greutate pe un plan cu o singură recuzită, dar beneficiile vor crește cu cât designul dvs. utilizează mai multe motoare. Sylvestre vede acest design ca oferind avantaje majore de sarcină utilă, cost și gamă pentru taxiurile aeriene eVTOL care folosesc de obicei peste șase recuzită. Dar H3X are obiectivele sale stabilite pe obiective mai mari.

„în următorii cinci ani, vom vedea acele eVTOLs și mici aeronave electrice”, spune Sylvestre. „Dar, în jurul anului 2030, vom începe să vedem electrificarea aeronavelor comerciale mari. Asta e ceea ce vrei să mergi după. Aeronavele în jurul dimensiunii unui Boeing 737, acestea reprezintă aproximativ 50% din toate emisiile de gaze cu efect de seră din sectorul aeronavelor. Un avion care utilizează propulsie distribuite cu mai multe motoare de 250 kW, poate 16 sau cam asa ceva, de-a lungul fiecare aripă. Vă puteți imagina greutatea acestora se va adăuga, și că este în cazul în care un motor ca al nostru ar putea face o diferență uriașă.”ca întotdeauna, afirmațiile extraordinare necesită dovezi extraordinare, așa că așteptăm cu nerăbdare să auzim cum funcționează prototipul.

„suntem în proces de prototipare chiar acum”, spune Sylvestre. „Ar trebui să o testăm până în Q2 anul viitor. În ceea ce privește afacerea, căutăm să primim scrisori de intenție de la potențiali clienți și să colaborăm cu investitorii timpurii pentru a extinde H3X. am funcționat foarte mult în modul stealth.”

unul pentru a păstra un ochi pe.