Команда американских изобретателей создали мегаваттный электродвигатель для самолетов, который сможет заменить обычные двигатели, работающие на керосине.
Инженеры из Массачусетского технологического института спроектировали и испытали электродвигатель мощностью 1 мегаватт, который сможет изменить современный облик гражданской авиации и сделает доступным использование электрических двигателей в качестве силовой установки самолета.
На сегодняшний день пассажирская и грузовая авиация находится в кризисе. Основная причина в том, что производители турбовинтовых двигателей выжали максимум возможного из современных конструкций моторов с учетом жестких экологических ограничений, которые предъявляются к самолетам в местах их эксплуатации.
На данный момент достижение топливной эффективности двигателей в 1-3% считается настоящим прорывом и таких прорывов в последние годы не было. Казалось бы, электродвигатели могли бы стать тем знаковым прорывом, которые все ждут и в малой авиации уже начали появляться электрические самолеты, но современные электродвигатели пока не подходят по своим характеристикам для массовой гражданской авиации.
И вот инженеры Массачусетского технологического института создали прорывную конструкцию электродвигателя высокой мощности и относительно низкого энергопотребления, который сможет совершить ожидаемый всеми прорыв.
Основными конструктивными элементами созданного в MIT электродвигателя являются: высокоскоростной ротор, окруженный множеством магнитов с различной ориентацией полярности, компактный статор с низкими энергопотерями, который помещается внутри ротора и содержит сложную систему медных обмоток, усовершенствованный теплообменник, сохраняющий охлаждение компонентов при передаче крутящего момента и система распределенной силовой электроники, состоящая из 30 изготовленных по индивидуальному заказу печатных плат, которые точно контролируют токи, протекающие через каждую из медных обмоток статора.
Двигатель спроектирован таким образом чтобы по максимуму сократить все возможные потери, именно поэтому вся управляющая электроника расположена внутри двигателя, а электрическую энергию для работы можно брать из топливных элементов, установленных на самолете или электрический двигатель может питаться от генератора бензиновых двигателей, тогда самолет будет работать по гибридному принципу.
Технические характеристики нового электродвигателя:
- Мощность — 1 МВт;
- Удельная мощность — 17 кВт/кг;
- Максимальная скорость вращения — 12 500 об/мин;
- Кпд — 97,3%;
- Плотность тока в слоте (пиковая) — 13,3 А/м2;
- Количество пар полюсов / пазов — 10/60;
- Наружный диаметр — 300 мм;
- Воздушный зазор — 3 мм;
- Материал сердечника статора — Vacodur 49, 0,1 мм Fe-Co-V;
- Постоянный магнит — Recoma 35E Sm-Co;
- Удерживающая втулка — Titanium Ti;
Стремясь создать высокоэффективный и мощный двигатель, инженеры MIT сконцентрировались на проблеме нарастания гармонических искажений плотности магнитного поля в статоре при высоких угловых скоростях, которые в свою очередь, ведут к значительным потерям мощности и повышения энергопотребления.
Кроме всего прочего стандартные технологии изготовления сердечника ротора также не подходили, так как в таких сердечниках магнитное поле было не стабильно, в результате инженерам пришлось придумать собственную технологию с послойным фотохимическим травлением сердечника.
Сейчас инженеры продолжают тестировать и улучшать свое изобретение, но несколько американских компаний, в том числе НАСА заинтересовались разработкой мегаваттного электродвигателя.
Как думаете, это действительно прорыв или очередной фейк?
Сюжет с испытаний первого электрического самолета смотрите вот тут
Пожалуйста подпишитесь на мой канал и поставьте 👍 Я буду знать, что вам интересны новости науки и техники со всего света! Не забудьте поделиться публикацией в соц. сетях 📢 Это будет лучшей наградой для меня! Спасибо!
Больше интересных новостей вот тут https://news-i.ru
