Тэхнічныя асновы рухавіка eTOL

1. Тэхнічныя характарыстыкіРухавік eVTOL

In размеркаваная электрычнасцьРухавікі прыводзяць у рух некалькі прапелераў або вентылятараў на крылах або фюзеляжы, утвараючы рухальную сістэму, якая забяспечвае цягу самалёта. Шчыльнасць магутнасці рухавіка непасрэдна ўплывае на грузападымальнасць самалёта. Выхадная магутнасць, надзейнасць і адаптацыя рухавіка да навакольнага асяроддзя з'яўляюцца важнымі фактарамі, якія вызначаюць дынамічныя характарыстыкі і бяспеку самалёта з электрарухавіком. Выбар электрамабіляў, беспілотнікаў і рухавікоў вертикальнага злёту адрозніваецца з-за розных выдаткаў, сцэнарыяў прымянення і іншых прычын [1].

(Крыніца фота: афіцыйны сайт Network/Safran)

1) Электрамабілібольш пастаянны магнітсінхронныя рухавікі,Рухавікі з пастаяннымі магнітамі з больш высокай эфектыўнасцю і большым крутоўным момантам могуць забяспечыць лепшы вопыт кіравання. У той жа час, высокая шчыльнасць магутнасці рухавікоў з пастаяннымі магнітамі таксама можа дапамагчы электрамабілям атрымаць большую магутнасць пры тым жа аб'ёме.

(2) БПЛА: звычайна выкарыстоўваецца бесшчоткавыРухавік пастаяннага току.Бесшчоткавы рухавік пастаяннага току мае нізкую вагу і шум, а таксама нізкія выдаткі на абслугоўванне, што падыходзіць для патрэб палёту беспілотных лятальных апаратаў; па-другое, хуткасць бесшчоткавага рухавіка пастаяннага току вышэйшая, што падыходзіць для патрэб высакахуткасных палётаў дронаў. Напрыклад, DJI выкарыстоўвае бесшчоткавы рухавік.

(3) СВВП: Павышаныя патрабаванні да эфектыўнасці рухавіка і шчыльнасці крутоўнага моманту. Сінхронны рухавік з пастаяннымі магнітамі з'яўляецца вельмі перспектыўным рашэннем для электрычнай рухальнай сістэмы, паколькі рухавік з восевым патокам і пастаяннымі магнітамі мае высокі каэфіцыент выкарыстання радыяльнай прасторы, а шчыльнасць магутнасці і шчыльнасць крутоўнага моманту маюць перавагі ў выпадку малога суадносін даўжыні і дыяметра. Сучасныя электрычныя самалёты СВВП, такія як Joby S4 і Archer Midnight, выкарыстоўваюць сінхронныя рухавікі з пастаяннымі магнітамі [1].

На наступным малюнку паказана выява воблака інтэнсіўнасці магнітнай індукцыі фіксаванага ротара аднастатарнага аднаротарнага рухавіка з восевым магнітным патокам

На наступным малюнку параўноўваюцца параметры рухавікоў электрамабіляў і электрамабіляў.

2. Тэндэнцыя развіцця рухавікоў eVTOL
У цяперашні час асноўнай тэндэнцыяй развіцця энергасістэмы eVTOL з'яўляецца зніжэнне вагі канструкцыі рухавіка і дапаможнай вагі сістэмы астуджэння шляхам удасканалення тэхналогіі электрамагнітнага праектавання, тэхналогіі цеплавога кіравання і тэхналогіі лёгкай канструкцыі, а таксама пастаяннага паляпшэння шчыльнасці магутнасці рухавіка і выходнай магутнасці ў шырокім дыяпазоне зменных умоў. Згодна з «Даследаваннямі і распрацоўкамі лятальных аўтамабіляў і ключавых тэхналогій», авіяцыйны рухавік змог дасягнуць намінальнай шчыльнасці магутнасці корпуса рухавіка больш за 5 кВт/кг дзякуючы выкарыстанню ізаляцыйных матэрыялаў з больш высокімі тэмпературнымі межамі, матэрыялаў з пастаяннымі магнітамі з больш высокай шчыльнасцю магнітнай энергіі і больш лёгкіх канструкцыйных матэрыялаў. Дзякуючы ўдасканаленню канструкцыі электрамагнітнай структуры рухавіка, напрыклад, выкарыстанню магнітнага масіва Хальбаха, канструкцыі без жалезнага стрыжня, ​​абмоткі ліцам і іншых тэхналогій, а таксама ўдасканаленню канструкцыі цеплааддачы рухавіка, чакаецца, што намінальная шчыльнасць магутнасці корпуса рухавіка дасягне 10 кВт/кг у 2030 годзе, а намінальная шчыльнасць магутнасці перавысіць 13 кВт/кг у 2035 годзе [1].

3. Параўнанне чыста электрычных і гібрыдных маршрутаў
У параўнанні з чыста электрычным і гібрыдным маршрутамі, зыходзячы з бягучага выбару адпаведных вытворцаў, айчынны праект eVTOL у асноўным заснаваны на чыста электрычнай схеме, абмежаванай шчыльнасцю энергіі літый-іённых акумулятараў, і eVTOL з нізкай пасажыраёмістасцю з'яўляецца найлепшым месцам пасадкі для чыста электрычнай тэхналогіі рухавіка. За мяжой некаторыя вытворцы загадзя распрацавалі гібрыдны план і ўзялі на сябе ініцыятыву ў некалькіх этапах выпрабаванняў і ітэрацый. Як відаць з наступнай табліцы, гібрыдная схема відавочна мацнейшая ў вугле цягавітасці і можа знайсці больш прымянення ў сцэнарыі палётаў на сярэднія і доўгія дыстанцыі і на малых вышынях у будучыні [1].