Muhimu wa kiufundi wa injini ya eVTOL

1. Sifa za kiufundi zamota ya eVTOL

In umeme uliosambazwaKwa upande wa msukumo, mota huendesha propela au feni nyingi kwenye mabawa au fuselage ili kuunda mfumo wa msukumo unaotoa msukumo kwa ndege. Uzito wa nguvu wa mota huathiri moja kwa moja uwezo wa mzigo wa ndege. Uwezo wa kutoa nguvu, uaminifu na ubadilikaji wa mazingira wa mota ni mambo muhimu ya kubaini sifa za nguvu na usalama wa ndege inayoendeshwa kwa umeme. Uteuzi wa magari ya umeme, ndege zisizo na rubani na mota za eVTOL ni tofauti kutokana na gharama tofauti, hali za matumizi na sababu zingine [1].

(Chanzo cha picha: Tovuti rasmi ya Mtandao/Safran)

1) Magari ya umeme: sumaku ya kudumu zaidimota zinazolingana,Mota za sumaku za kudumu zenye ufanisi wa juu na torque ya juu zinaweza kutoa uzoefu bora wa kuendesha gari. Wakati huo huo, msongamano mkubwa wa nguvu wa mota za sumaku za kudumu pia unaweza kusaidia magari ya umeme kupata nguvu ya juu chini ya ujazo sawa.

(2) UAV: ​​isiyotumia brashi inayotumika sanaMota ya DC.Mota ya DC isiyo na brashi ina uzito mdogo na kelele kidogo, na gharama ya matengenezo ni ya chini, ambayo inafaa kwa mahitaji ya ndege zisizo na rubani; Pili, kasi ya mota ya DC isiyo na brashi ni ya juu zaidi, ambayo inafaa kwa mahitaji ya ndege zisizo na rubani za kuruka kwa kasi kubwa. Kwa mfano, DJI hutumia mota zisizo na brashi.

(3) eVTOL: Mahitaji ya juu zaidi ya ufanisi wa injini na msongamano wa torque, injini ya kudumu inayolingana na sumaku ni suluhisho la kuahidi sana kwa mfumo wa nguvu ya umeme, kwa sababu injini ya kudumu ya sumaku inayolingana na mkondo wa axial ina kiwango cha juu cha matumizi ya nafasi ya radial, na msongamano wa nguvu na msongamano wa torque vina faida katika kesi ya uwiano mdogo wa kipenyo cha urefu. Ndege za sasa za umeme za VTOL, kama vile Joby S4 na Archer Midnight, zote zinatumia injini za kudumu zinazolingana na sumaku [1].

Mchoro ufuatao unaonyesha picha ya wingu ya nguvu ya sumaku ya rotor isiyobadilika ya injini ya mkondo wa mhimili wa rotor moja-stator moja

Mchoro ufuatao ni ulinganisho wa vigezo vya injini ya ndege za umeme na magari ya umeme

Mwelekeo wa ukuzaji wa injini ya 2.eVTOL
Kwa sasa, mwelekeo mkuu wa maendeleo ya mfumo wa nguvu wa eVTOL ni kupunguza uzito wa muundo wa injini na uzito msaidizi wa mfumo wa kupoeza kwa kuboresha teknolojia ya muundo wa sumakuumeme, teknolojia ya usimamizi wa joto na teknolojia nyepesi, na kuboresha kila mara msongamano wa nguvu wa injini na uwezo wa kutoa nguvu wa hali mbalimbali zinazobadilika. Kulingana na "Utafiti na Maendeleo ya Magari Yanayoruka na Teknolojia Muhimu", injini ya kusukuma anga imeweza kufanya msongamano wa nguvu uliokadiriwa wa mwili wa injini kuwa zaidi ya 5kW/kg kwa kutumia vifaa vya kuhami joto vyenye mipaka ya halijoto ya juu, vifaa vya sumaku ya kudumu vyenye msongamano wa juu wa nishati ya sumaku na vifaa vyepesi vya kimuundo. Kwa kuboresha muundo wa muundo wa sumakuumeme wa injini, kama vile matumizi ya safu ya sumaku ya Halbach, muundo usio na msingi wa chuma, vilima vya waya vya Litz na teknolojia zingine, pamoja na kuboresha muundo wa utengamano wa joto wa injini, inatarajiwa kwamba msongamano wa nguvu uliokadiriwa wa mwili wa injini unaweza kufikia 10kW/kg mwaka wa 2030, na msongamano wa nguvu uliokadiriwa utazidi 13kW/kg mwaka wa 2035 [1].

3. Ulinganisho wa njia safi za umeme na mseto
Ikilinganishwa na njia safi ya umeme na njia mseto, kutoka kwa uteuzi wa sasa wa wazalishaji husika, mradi wa ndani wa eVTOL unategemea zaidi mpango safi wa umeme, unaopunguzwa na msongamano wa nishati wa betri za lithiamu-ion, na eVTOL yenye uwezo mdogo wa abiria ndiyo eneo bora la kutua la teknolojia safi ya umeme. Ng'ambo, baadhi ya wazalishaji wameweka mpango mseto mapema, na wamechukua uongozi katika raundi nyingi za majaribio na marudio. Kama inavyoonekana kutoka kwa jedwali lifuatalo, mpango mseto ni wazi una nguvu zaidi katika Pembe ya uvumilivu, na unaweza kufikia matumizi zaidi katika hali ya trafiki ya umbali wa kati na mwinuko mdogo katika siku zijazo [1].