1. Tekniske egenskaper vedeVTOL-motor
In distribuert elektriskFremdrift, motorer driver flere propeller eller vifter på vingene eller flykroppen for å danne et fremdriftssystem som gir skyvekraft til flyet. Motorens effekttetthet påvirker direkte flyets nyttelastkapasitet. Motorens effektkapasitet, pålitelighet og miljøtilpasningsevne er viktige faktorer for å bestemme de dynamiske egenskapene og sikkerheten til elektrisk drevne fly. Valget av elektriske kjøretøy, droner og eVTOL-motorer er forskjellig på grunn av ulike kostnader, bruksscenarier og andre årsaker [1].
(Fotokilde: Network/Safrans offisielle nettside)
1) Elektriske kjøretøymer permanentmagnetsynkronmotorer,Permanentmagnetmotorer med høyere effektivitet og høyere dreiemoment kan gi en bedre kjøreopplevelse. Samtidig kan den høye effekttettheten til permanentmagnetmotorer også hjelpe elektriske kjøretøy med å oppnå høyere effekt under samme volum.
(2) UAV: vanlig brukt børsteløsLikestrømsmotor.Den børsteløse likestrømsmotoren har lav vekt og støy, og vedlikeholdskostnadene er lave, noe som er egnet for flybehovene til droner. For det andre er hastigheten til den børsteløse likestrømsmotoren høyere, noe som er egnet for droners høyhastighetsflybehov. For eksempel bruker DJI børsteløse motorer.
(3) eVTOL: Høyere krav til motoreffektivitet og momenttetthet. Permanentmagnetsynkronmotorer er en svært lovende løsning for elektriske fremdriftssystemer, fordi aksialfluks-permanentmagnetmotorer har en høy utnyttelsesgrad av radial plass, og effekttettheten og momenttettheten har fordeler ved små lengde- og diameterforhold. Nåværende elektriske VTOL-fly, som Joby S4 og Archer Midnight, bruker alle permanentmagnetsynkronmotorer [1].
Figuren nedenfor viser et skybilde av magnetisk induksjonsintensitet med fast rotor til en aksial fluksmotor med én stator og én rotor
Figuren nedenfor er en sammenligning av parametere for elektriske fly og elektriske kjøretøymotorer
2. Trenden for eVTOL-motorutvikling
For tiden er hovedutviklingstrenden for eVTOL-kraftsystemet å redusere vekten på motorstrukturen og kjølesystemets tilleggsvekt ved å forbedre den elektromagnetiske designteknologien, termisk styringsteknologi og lettvektsteknologi, og kontinuerlig forbedre motorens effekttetthet og effektkapasiteten under et bredt spekter av variable forhold. I følge «Forskning og utvikling av flygende biler og nøkkelteknologier» har fremdriftsmotorer for luftfart vært i stand til å gjøre motorhusets nominelle effekttetthet mer enn 5 kW/kg ved å bruke isolasjonsmaterialer med høyere temperaturgrenser, permanentmagnetmaterialer med høyere magnetisk energitetthet og lettere strukturmaterialer. Ved å forbedre motorens elektromagnetiske strukturdesign, for eksempel bruk av Halbach-magnetisk matrise, struktur uten jernkjerne, Litz-trådvikling og andre teknologier, samt forbedre motorens varmespredningsdesign, forventes det at motorhusets nominelle effekttetthet kan nå 10 kW/kg i 2030, og at den nominelle effekttettheten vil overstige 13 kW/kg i 2035 [1].
3. Sammenligning av ren elektrisk og hybrid ruter
Sammenlignet med den rent elektriske ruten og hybridruten, fra det nåværende utvalget av relevante produsenter, er det innenlandske eVTOL-prosjektet hovedsakelig basert på den rent elektriske ordningen, begrenset av energitettheten til litiumionbatterier, og eVTOL med lav passasjerkapasitet er den beste landingsplassen for ren elektrisk fremdriftsteknologi. I utlandet har noen produsenter lagt hybridplanen på forhånd, og har tatt ledelsen i flere runder med testing og iterasjon. Som det fremgår av tabellen nedenfor, er hybridordningen åpenbart sterkere i utholdenhetsvinkelen, og kan oppnå flere bruksområder i scenarioet med mellomlange, lange avstander og lav høydetrafikk i fremtiden [1].
Publisert: 27. feb. 2025