1. Tehnične značilnostieVTOL motor
In porazdeljena električnaPogonski motorji poganjajo več propelerjev ali ventilatorjev na krilih ali trupu, ki tvorijo pogonski sistem, ki zagotavlja potisk letala. Gostota moči motorja neposredno vpliva na nosilnost letala. Izhodna moč, zanesljivost in prilagodljivost motorja okolju so pomembni dejavniki za določanje dinamičnih lastnosti in varnosti letala na električni pogon. Izbira električnih vozil, dronov in motorjev eVTOL se razlikuje zaradi različnih stroškov, scenarijev uporabe in drugih razlogov [1].
(Vir fotografije: Uradna spletna stran Network/Safran)
1) Električna vozila: bolj permanentni magnetsinhroni motorji,Motorji s trajnimi magneti z večjo učinkovitostjo in večjim navorom lahko zagotovijo boljšo vozno izkušnjo. Hkrati lahko visoka gostota moči motorjev s trajnimi magneti pomaga električnim vozilom doseči večjo moč pri enaki prostornini.
(2) UAV: pogosto uporabljen brezkrtačniEnosmerni motor.Brezkrtačni enosmerni motor ima majhno težo in hrup, stroški vzdrževanja pa so nizki, kar je primerno za potrebe letenja brezpilotnih letalnikov. Drugič, hitrost brezkrtačnega enosmernega motorja je višja, kar je primerno za potrebe hitrih letov brezpilotnih letalnikov. DJI na primer uporablja brezkrtačne motorje.
(3) eVTOL: Višje zahteve glede učinkovitosti motorja in gostote navora, sinhroni motor s trajnim magnetom je zelo obetavna rešitev za električni pogonski sistem, saj ima motor s trajnim magnetom z aksialnim pretokom visoko stopnjo izkoriščenosti radialnega prostora, gostota moči in gostota navora pa imata prednosti pri majhnem razmerju med dolžino in premerom. Trenutna električna letala VTOL, kot sta Joby S4 in Archer Midnight, uporabljajo sinhrone motorje s trajnim magnetom [1].
Naslednja slika prikazuje sliko oblaka intenzivnosti magnetne indukcije fiksnega rotorja aksialnega motorja z enim statorjem in enim rotorjem.
Naslednja slika prikazuje primerjavo parametrov motorjev električnih letal in električnih vozil
2. Trend razvoja motorjev eVTOL
Trenutno je glavni trend razvoja pogonskih sistemov eVTOL zmanjšanje teže motorne konstrukcije in pomožne teže hladilnega sistema z izboljšanjem tehnologije elektromagnetne zasnove, tehnologije toplotnega upravljanja in tehnologije lahke gradnje ter nenehno izboljševanje gostote moči motorja in izhodne moči v širokem razponu spremenljivih pogojev. Glede na "Raziskave in razvoj letečih avtomobilov in ključnih tehnologij" je letalski pogonski motor z uporabo izolacijskih materialov z višjimi temperaturnimi omejitvami, materialov s trajnimi magneti z višjo gostoto magnetne energije in lažjih konstrukcijskih materialov dosegel nazivno gostoto moči ohišja motorja več kot 5 kW/kg. Z izboljšanjem zasnove elektromagnetne strukture motorja, kot je uporaba Halbachove magnetne matrike, konstrukcije brez železnega jedra, navitja Litzove žice in drugih tehnologij, ter izboljšanjem zasnove odvajanja toplote motorja se pričakuje, da bo nazivna gostota moči ohišja motorja do leta 2030 dosegla 10 kW/kg, nazivna gostota moči pa bo do leta 2035 presegla 13 kW/kg [1].
3. Primerjava povsem električnih in hibridnih poti
V primerjavi s čisto električno in hibridno potjo, glede na trenutni izbor ustreznih proizvajalcev, domači projekt eVTOL temelji predvsem na čisto električni shemi, omejeni z gostoto energije litij-ionskih baterij, eVTOL z nizko kapaciteto potnikov pa je najboljše pristajališče za čisto električno pogonsko tehnologijo. V tujini so nekateri proizvajalci vnaprej pripravili hibridni načrt in prevzeli vodilno vlogo v več krogih testiranja in iteracij. Kot je razvidno iz naslednje tabele, je hibridna shema očitno močnejša v vzdržljivostnem kotu in lahko v prihodnosti doseže več uporab v scenariju prometa na srednje dolge razdalje in nizke nadmorske višine [1].
Čas objave: 27. februar 2025