Институт интегрированных систем и технологий устройств им. Фраунгофера IISB представил лёгкий и сверхмощный электродвигатель для авиации. Силовая установка выдаёт 1000 л. с. (750 кВт) и претендует на роль главного мотора в развитии парка гибридно-электрических региональных самолётов.
Весит агрегат всего 94 кг. Для авиастроения цифра критическая: каждый лишний килограмм съедает дальность полёта и раздувает расходы. Поэтому инженеры бились за максимальное снижение массы, чтобы выжать идеальное соотношение мощности и веса.
Читайте: Китай создал реактивный двигатель для полётов на скорости выше 6 Махов
Удельная мощность и секреты конструкции
Разработчики вышли на показатель удельной мощности в 8 кВт/кг — выдающийся результат для авиационных электромоторов.
Для сравнения: стандартные агрегаты электромобилей выдают скромные 2–4 кВт/кг, а самые передовые аналоги в авиации — не больше 5–6 кВт/кг. Мощность в 1000 л. с. ставит новинку в один ряд с компактными турбовинтовыми двигателями.
Такого ресурса с лихвой хватит для ближнемагистральных и региональных рейсов. Однако главные козыри разработки — компактность, малый вес и полностью электрическая тяга.
Инженеры Fraunhofer IISB объясняют успех отказом от традиционных медных проводов в пользу штыревой обмотки. Трёхфазная обмотка типа «hairpin» по схеме 4×3 позволяет плотнее уложить медь в статоре, не увеличивая его габариты.
Такое решение генерирует более высокие токи и, как следствие, наращивает мощность. Попутно технология улучшает охлаждение и делает конструкцию прочнее. Ещё один важный шаг — внедрение прямого масляного охлаждения.
Инженеры отказались от привычного воздушного обдува: масляное распыление отводит тепло в несколько раз эффективнее. Мотор спокойно работает на предельных нагрузках без риска перегрева. А главное — это сэкономило место, что для авиаторов всегда на вес золота.
Энергоэффективность на высоких оборотах и безопасность
Следующее новшество — применена ультратонкая электротехническая сталь марки NO15 толщиной всего 0,15 мм.
Она вдвое тоньше листов, которые ставят в обычные электродвигатели. Сверхтонкий металл необходим, чтобы жёстко гасить вихревые токи. Как итог, агрегат меньше греется и работает заметно эффективнее.
При скорости вращения около 21 000 об/мин это имеет первостепенное значение. Особый акцент создатели сделали на отказоустойчивости. Архитектура двигателя изначально разделена на четыре независимые секции.
Проект AMBER: курс на «чистое небо»
Каждая секция получила свою обмотку, отдельный инвертор и независимую систему управления.
Выход из строя одного сегмента не глушит мотор — он продолжает тянуть самолёт. В воздухе такая страховка бесценна: локальная поломка больше не приводит к полному отказу силовой установки.
Команда Fraunhofer IISB подчёркивает: мотор создавали специально под проект AMBER — масштабную европейскую инициативу «чистой авиации» (Clean Aviation).
Программа нацелена на внедрение водородных топливных элементов и гибридных газотурбинных установок. Задача минимум — снизить углеродные выбросы в отрасли на 30%.
В рамках проекта водородные топливные элементы будут генерировать ток, питающий тяговые электромоторы. При необходимости такие самолёты смогут подключать классические турбовинтовые двигатели как резервные силовые установки.
Реализация этой амбициозной концепции должна вывести на рынок самолёты нового поколения — более тихие, экономичные и экологичные.
Хочу первым узнавать о ТЕХНОЛОГИЯХ – ПОДПИСАТЬСЯ на Telegram
Читать свежие обзоры гаджетов на нашем сайте – TehnObzor.RU