1. Caracteristicile tehnice aleMotor eVTOL
In electricitate distribuităÎn ceea ce privește propulsia, motoarele acționează mai multe elice sau ventilatoare pe aripi sau fuselaj pentru a forma un sistem de propulsie care oferă tracțiune aeronavei. Densitatea de putere a motorului afectează direct capacitatea utilă a aeronavei. Capacitatea de ieșire a puterii, fiabilitatea și adaptabilitatea la mediu a motorului sunt factori importanți pentru a determina caracteristicile dinamice și siguranța aeronavei cu propulsie electrică. Selecția vehiculelor electrice, a dronelor și a motoarelor eVTOL este diferită din cauza costurilor diferite, a scenariilor de aplicare și a altor motive [1].
(Sursa foto: Network/site-ul oficial Safran)
1) Vehicule electricemai mult magnet permanentmotoare sincrone,Motoarele cu magneți permanenți cu eficiență mai mare și cuplu mai mare pot oferi o experiență de condus mai bună. În același timp, densitatea mare de putere a motoarelor cu magneți permanenți poate ajuta, de asemenea, vehiculele electrice să obțină o putere mai mare în același volum.
(2) UAV: fără perii utilizat în mod obișnuitMotor de curent continuu.Motorul de curent continuu fără perii are o greutate redusă și un zgomot redus, iar costurile de întreținere sunt scăzute, ceea ce este potrivit pentru cerințele de zbor ale dronelor; în al doilea rând, viteza motorului de curent continuu fără perii este mai mare, ceea ce este potrivit pentru nevoile de zbor de mare viteză ale dronelor. De exemplu, DJI utilizează motoare fără perii.
(3) eVTOL: Având cerințe mai ridicate pentru eficiența motorului și densitatea cuplului, motorul sincron cu magneți permanenți este o soluție foarte promițătoare pentru sistemul de propulsie electrică, deoarece motorul cu magneți permanenți cu flux axial are o rată ridicată de utilizare a spațiului radial, iar densitatea de putere și densitatea cuplului prezintă avantaje în cazul unui raport lungime-diametru mic. Avioanele electrice VTOL actuale, cum ar fi Joby S4 și Archer Midnight, adoptă toate motoare sincrone cu magneți permanenți [1].
Următoarea figură prezintă imaginea sub formă de nor a intensității inducției magnetice cu rotor fix al motorului cu flux axial cu un singur stator și un singur rotor
Următoarea figură este o comparație a parametrilor motorului aeronavelor electrice și vehiculelor electrice
2. Tendința de dezvoltare a motorului eVTOL
În prezent, principala tendință de dezvoltare a sistemului de alimentare eVTOL este de a reduce greutatea structurii motorului și a greutății auxiliare a sistemului de răcire prin îmbunătățirea tehnologiei de proiectare electromagnetică, a tehnologiei de gestionare termică și a tehnologiei de greutate redusă, precum și de a îmbunătăți constant densitatea de putere a motorului și capacitatea de ieșire a puterii într-o gamă largă de condiții variabile. Conform „Cercetare și Dezvoltare a Vehiculelor Zburătoare și Tehnologiilor Cheie”, motorul de propulsie aeronautică a reușit să atingă o densitate de putere nominală a corpului motorului mai mare de 5 kW/kg prin utilizarea de materiale izolatoare cu limite de temperatură mai ridicate, materiale cu magneți permanenți cu densitate de energie magnetică mai mare și materiale structurale mai ușoare. Prin îmbunătățirea designului structurii electromagnetice a motorului, cum ar fi utilizarea rețelei magnetice Halbach, a structurii fără miez de fier, a înfășurării cu sârmă Litz și a altor tehnologii, precum și prin îmbunătățirea designului de disipare a căldurii al motorului, se așteaptă ca densitatea de putere nominală a corpului motorului să poată ajunge la 10 kW/kg în 2030, iar densitatea de putere nominală să depășească 13 kW/kg în 2035 [1].
3. Comparație între rutele pur electrice și cele hibride
Comparativ cu ruta pur electrică și ruta hibridă, din selecția actuală a producătorilor relevanți, proiectul eVTOL intern se bazează în principal pe schema pur electrică, limitată de densitatea energetică a bateriilor litiu-ion, iar eVTOL cu capacitate redusă de pasageri este cea mai bună scenă de aterizare a tehnologiei de propulsie pur electrică. În străinătate, unii producători au stabilit în avans planul hibrid și au preluat conducerea în mai multe runde de testare și iterații. După cum se poate observa din tabelul următor, schema hibridă este evident mai puternică în ceea ce privește unghiul de anduranță și poate realiza mai multe aplicații în scenariul traficului pe distanțe medii-lungi și altitudine mică în viitor [1].
Data publicării: 27 februarie 2025