导读:据bgr网站5月12日报道,德国科研机构研发出一款大功率航空电机,为混合动力飞机大规模实用化迈出关键一步。这款电机由弗劳恩霍夫集成系统与器件技术研究所研制,整机重量仅207磅,却能输出1000马力动力,性能达到小型涡桨发动机水准。该电机可适配支线客机,也能为人工智能飞行出租车落地应用提供动力支持。
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航空领域对设备重量极为敏感,这款航空电机将重量控制在200磅出头,为实际商用落地奠定了重要基础。轻量化航空电机能够通过节约燃油大幅降低飞行运营成本,对起飞和爬升阶段能效提升需求极高的支线客机而言优势尤为突出,相关成本红利有望惠及普通旅客。
同时,更轻便的电机还可提升飞行器航程、增加有效载荷、优化整体运行效率,使其深受混合动力飞机研发企业与科研机构青睐,未来还有望应用于飞行汽车领域。
这款电机内置多重安全冗余设计,契合航空领域严苛安全标准。整机分为四个独立单元,每个单元均配备专属逆变器、绕组及控制系统。即便其中一个单元发生故障,其余三个单元仍可补足动力,避免整机系统完全失效。
电机核心技术创新
1000马力的输出性能十分亮眼,但其核心突破在于功重比。弗劳恩霍夫研究所表示,该电机功重比达到每千克8千瓦。相比之下,普通电动汽车电机功重比仅为每千克2至4千瓦,多数航空电机设计上限也仅为每千克5至6千瓦。
超高能效得益于多项关键技术突破:电机定子采用发夹式铜绕组结构,定子是产生磁场并与转子相互作用的固定部件。发夹式绕组为扁平U形铜导体,替代了传统圆形铜线设计,可在狭小空间内填充更多铜材,提升功率密度同时优化散热条件。
散热方面,电机采用直接喷油冷却技术。相较于风冷方式,喷油冷却散热效率更高,让电机可以高负荷运转而不发生过热,同时实现设备小型化设计。
对航空行业的深远意义
该电机研发隶属于欧盟资助的AMBER大型项目,项目宗旨是推动航空领域氢能电池、混合动力涡轮等可持续动力系统发展。这款电机并非实验室单次样机,研发初衷便面向支线客机实用场景。未来它将与阿维奥航空的催化剂先进涡桨发动机搭配,组成并联混合动力系统,由涡桨燃油发动机与航空电机共同驱动螺旋桨运转。
这款电机的问世,标志着航空动力正逐步摆脱对传统化石燃料的依赖。目前大型长途客机实现全电动飞行仍存在技术瓶颈,但此类高能量密度电机的突破,让低油耗、低排放的混合动力支线客机迎来落地契机,也契合AMBER项目将航空业二氧化碳排放量最高削减30%的发展目标。
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