' s tredoblet effekttætheden af elektriske flymotorer
Hvis der er en vigtig ting, der holder tilbage en elektrisk revolution i luftfartsverdenen, er det energilagring. Men der er masser af meget kloge mennesker, der slår væk på problemet med, hvordan man øger batteriets energitæthed, og en anden voksende fraktion, der arbejder for at gøre langtrækkende, hurtigbrændende brint-brændselscelle-drivlinjer standarden for fremtidig flyvning.
uanset hvad vil det ske i de kommende årtier, og et nyt selskab ud af Minneapolis vender opmærksomheden mod det andet kritiske element i fremdrivningssystemet. H3S teknologier sprænger ud af porten med et integreret elmotordesign, der siger, at de kan levere den samme vedvarende effekt som nogle af de bedste motorer på markedet med en tredjedel eller mindre af den samlede vægt.
vægt er selvfølgelig en stor aftale inden for luftfart – og det går dobbelt for elektriske fly. Hvert pund, der bæres mod himlen, repræsenterer et pund mindre nyttelast, du kan bære, en reduktion i det interval, du får fra dit batteri eller brintbeholder, og i sidste ende et tab af penge for ejeren.
med små til mellemstore elektriske fly, der begynder at gå i kommerciel service, og den længe lovede stigning i eVTOL-luftvognssegmentet for evigt lige rundt om hjørnet, ser H3 store muligheder for en monstervægtsparer som sin HPDM-250-motor.
den første version vil veje 15 kg (33 lb) og gøre 200 kV kontinuerlig effekt, der topper op til 250 kV. Det er 13,3 kontinuerlige kilovatt pr. kg, en ekstraordinær effekttæthed. Til sammenligning kan Magnaksens aksiale fluksmotor, vi dækkede i 2018, prale af 15 kva/kg – men det er spidseffekt; dens kontinuerlige effekttæthed er mere som 7,5 kVA/kg.
og det er i sig selv helt usædvanligt. Motoren, der blev brugt på verdens første kommercielle elektriske flyflyvning sidste år med Harbour Air, var en Magniks Magni500 – ja, der er konkurrerende elmotorfirmaer kaldet Magniks og Magnaks – og den tingens effekttæthed er mere som 4,2 kg/kg.
hvad mere er, ingen af de ovennævnte motorer har en inverter indbygget, så der er lidt ekstra vægt, du skal bære – 12 kg (33 lb) i tilfælde af drevsystemet. H3H design har sin inverter integreret i sin sekskantede prisme krop. motorens højeste effektivitet er på 20.000 omdr. / min., hvilket er langt hurtigere end du ville dreje en propel, så H3H kan også passe den med en integreret planetgearkasse med et 4:1 reduktionsforhold, der medfører en vægtpris på kun tre ekstra kilo (6,6 lb). H3S grundlægger og CEO Jason Sylvestre fortæller os, at holdet kunne have designet motoren til at dreje langsommere og elimineret gearkassen, men den samlede effektivitet og effekttæthed ville have lidt.
hpdm-250s maksimale kombinerede effektivitet mellem motor, gearkasse og inverter i denne konfiguration-den mest sandsynlige at blive brugt ombord på et elektrisk fly – er 92,9 procent. Det er stort set bang på magni500 ‘ s energieffektivitet, bare med langt højere effekt pr. Dens kontinuerlige effekttæthed med gearkassen om bord er 11, 1 kv/kg, stadig godt fri for konkurrencen.
hvordan har dette Minneapolis startup team opnået et så bemærkelsesværdigt spring i effekttæthed? Sylvestre fortæller os, at det er en kombination af faktorer, der alle tilføjer. “HPDM – 250 er designet til at skubbe grænserne for ydeevne og samtidig minimere systemmassen,” siger han. “Det er produktet af patentanmeldt innovation på flere områder og har det højeste niveau af integration på markedet. Dette omfatter elektromagnetik optimering, additiv fremstilling, avancerede materialer og højfrekvent SIC effektelektronik.
“to innovationer er værd at fremhæve – vi bruger en enkelt, synergistisk kølekappe til samtidig at afkøle både effektelektronik og motor. Denne integration reducerer systemets masse og volumen. Additiv fremstillet kobber stator spoler bruges til at øge kobber fyld faktor og forbedre kontinuerlig strøm tæthed kapacitet. Dette er en ny teknologi, der har potentialet til at revolutionere bilindustrien, da den giver hurtigere udvikling, bedre ydeevne og større designfleksibilitet.”
disse 3D-trykte kobberstatorspoler tillader ikke kun H3 at passe mere kobber ind i et mindre rum, de hjælper meget med afkøling, så HPDM-250 kan løbe tættere på sin maksimale effekt uden at generere uhåndterlige mængder varme. Og Sylvestre siger, at additivfremstilling betyder, at denne motor vil være hurtig til prototype, gentage, skalere til forskellige størrelser og effektniveauer og tilpasse sig kundernes krav.
sylvestre fortæller os, at selvom komponenterne er tæt pakket i motordesignet, giver dens seks-dækskal nem adgang ved den sjældne lejlighed, du bliver nødt til at åbne den.
udskiftning af en cirka 50 kg (110 lb) motor med en 18 kg (40 lb) vil levere et velsmagende lille vægtudbytte på et enkelt prop-plan, men fordelene vil skalere op, jo flere motorer dit design bruger. Sylvestre ser dette design som tilbyder store nyttelast, omkostninger og rækkevidde fordele til eVTOL luftbiler, der typisk bruger op til seks rekvisitter. Men H3 har sine mål sat sig på større mål.
“i de næste fem år vil vi se disse eVTOLs og små elektriske fly,” siger Sylvestre. “Men omkring 2030 vil vi begynde at se elektrificering af store kommercielle fly. Det er virkelig, hvad du ønsker at gå efter. Fly på størrelse med en Boeing 737 tegner sig for omkring 50 procent af alle drivhusgasemissioner i flysektoren. Et fly, der bruger distribueret fremdrift med flere 250 hk motorer, måske 16 eller deromkring, langs hver fløj. Du kan forestille dig vægten af dem vil tilføje op, og det er her en motor som vores kunne gøre en enorm forskel.”
som altid kræver ekstraordinære påstande ekstraordinære beviser, så vi ser frem til at høre, hvordan prototypen fungerer.
“Vi er i færd med at prototypere det lige nu,” siger Sylvestre. “Vi skal teste det inden 2.kvartal næste år. Med hensyn til virksomheden søger vi at få hensigtserklæringer fra potentielle kunder og samarbejde med tidlige investorer for at udvide H3H. vi har arbejdet meget i stealth mode.”
en til at holde øje med.
Leave a Reply