Технички основи на eVTOL моторот

1. Технички карактеристики наeVTOL мотор

In дистрибуирана електрична енергијапогон, моторите движат повеќе пропелери или вентилатори на крилата или трупот за да формираат погонски систем што обезбедува потисок на авионот. Густината на моќност на моторот директно влијае на капацитетот на носивост на авионот. Капацитетот на излезна моќност, сигурноста и прилагодливоста на моторот кон животната средина се важни фактори за одредување на динамичките карактеристики и безбедноста на авионите со електричен погон. Изборот на електрични возила, беспилотни летала и eVTOL мотори е различен поради различни трошоци, сценарија на примена и други причини [1].

(Извор на фотографија: Официјална веб-страница на Network/Safran)

1) Електрични возилаповеќе перманентен магнетсинхрони мотори,Моторите со перманентни магнети со поголема ефикасност и поголем вртежен момент можат да обезбедат подобро искуство при возењето. Во исто време, високата густина на моќност на моторите со перманентни магнети може да им помогне и на електричните возила да добијат поголема моќност под ист волумен.

(2) Беспилотно летало: најчесто користено безчеткичноМотор со еднонасочна струја.Безчеткичниот еднонасочен мотор има мала тежина и бучава, а трошоците за одржување се ниски, што е соодветно за потребите на летот на беспилотните летала; Второ, брзината на безчеткичниот еднонасочен мотор е поголема, што е соодветно за потребите на летање со голема брзина на беспилотните летала. На пример, DJI користи безчеткични мотори.

(3) eVTOL: Повисоки барања за ефикасност на моторот и густина на вртежен момент, синхрониот мотор со перманентен магнет е многу ветувачко решение за електричен погонски систем, бидејќи моторот со перманентен магнет со аксијален флукс има висока стапка на искористеност на радијалниот простор, а густината на моќност и густината на вртежниот момент имаат предности во случај на мал однос на должина и дијаметар. Сегашните електрични авиони со перманентен магнет, како што се Joby S4 и Archer Midnight, сите користат синхрони мотори со перманентен магнет [1].

Следната слика ја прикажува сликата во облакот на интензитетот на магнетна индукција со фиксен ротор на мотор со еден статор и еден ротор со аксијален флукс.

Следната слика е споредба на параметрите на моторот на електрични авиони и електрични возила

2. Тренд на развој на моторните возила на eVTOL
Во моментов, главниот тренд во развојот на eVTOL е да се намали тежината на структурата на моторот и помошната тежина на системот за ладење преку подобрување на технологијата за електромагнетен дизајн, технологијата за термичко управување и технологијата за лесна тежина, како и постојано подобрување на густината на моќност на моторот и капацитетот на излезна моќност при широк опсег на варијабилни услови. Според „Истражување и развој на летачки автомобили и клучни технологии“, авијацискиот погонски мотор успеал да ја направи номиналната густина на моќност на телото на моторот поголема од 5kW/kg со употреба на изолациски материјали со повисоки температурни ограничувања, материјали со трајни магнети со поголема густина на магнетна енергија и полесни структурни материјали. Со подобрување на електромагнетниот структурен дизајн на моторот, како што е употребата на Халбахов магнетен низ, структура без железно јадро, намотување на жица од Лиц и други технологии, како и подобрување на дизајнот за дисипација на топлина на моторот, се очекува номиналната густина на моќност на телото на моторот да достигне 10kW/kg во 2030 година, а номиналната густина на моќност ќе надмине 13kW/kg во 2035 година [1].

3. Споредба на чисто електрични и хибридни патишта
Во споредба со чисто електричната рута и хибридната рута, од моменталниот избор на релевантни производители, домашниот проект eVTOL главно се базира на чисто електрична шема, ограничена од густината на енергијата на литиум-јонските батерии, а eVTOL со низок капацитет на патници е најдобрата сцена за слетување на технологијата за чисто електричен погон. Во странство, некои производители однапред го изготвија хибридниот план и ја презедоа водечката улога во повеќе рунди на тестирање и итерација. Како што може да се види од следната табела, хибридната шема е очигледно посилна во аголот на издржливост и може да постигне повеќе апликации во сценариото на сообраќај на средни-долги растојанија и ниска надморска височина во иднина [1].