碳基燃料,像煤油和汽油,主要动力飞机一百多年。燃料这样的体重持有大量的能量,使他们能够权力最大的飞机。
我们都知道,然而,传统能源的未来航空看起来不确定,如碳基燃料有限公司是一个主要的贡献者2排放。日益减少的石油资源,行业依赖于找到一个替代电源。
切换到电力推进在飞机就是这样的一个区域的调查。例如,E-Fan X是一个混合动力飞机,目前空客之间共同开发下,劳斯莱斯,西门子。开发者希望加强对起飞和爬升的权力以及创建纯电动后裔代替一个涡扇发动机,用于常规飞机的2兆瓦液体冷却的电机,这将大大降低燃油消耗和减少当地大气排放。然而,有更多的优点比减少电气化在航空排放。
改变我们如何旅行
航空电气化的可能性包括垂直起飞和降落等激进的改变,和一个更安静电动飞机。似乎与这减少声音污染,和更少的需要漫长的机场跑道,增加城市的机场,以及更少的飞行限制。
电动飞机有可能改变我们的方式旅行,工作和生活。例如,有些人想住在农村,但发现自己缺乏禁止农村就业的机会。
因此电气化的飞机将允许一个空气通勤到当地城市上班。在自己的城市,短的旅程提供可能性,如在4 - 6座出租车飞机使旅游从南到北伦敦,或从帕洛阿尔托到旧金山,例如。
这不是没有巨大的商机——电气化代表进行短途航空旅行非常符合成本效益的供应商,与城市旅游和更长的飞行时间提供额外的收入。
有什么障碍的空中旅行革命吗?
体重超标引起的高功率电池和马达
这个电气革命的主要障碍之一是电池和电机的功率重量比,需要取代传统kerosene-powered引擎。各种化学电池的潜在途径正在探讨Li-O2目前坐在前面,但一个完全电动系统需要电池具有更大的能量密度比目前市场上,以匹配功率要求不增加体重的飞机。
根据美国国家航空航天局,737单通道类飞机,甚至在混合动力配置,需要特定的能量电池1000 Wh /公斤或更高。然而,当前商业电池仅能提供大约170 Wh /公斤电池具体的能源。为了实现这种力量,新电池化学反应是必要的,也是新电池组设计功能增强的热管理和集成。
电动机是这场革命的另一个障碍。为了电池提供的电能转换成的推力起飞和飞行中,高功率密度电动机是至关重要的。西门子已经开始开发一个新的50公斤电动机就是能提供一个连续的输出260千瓦左右的使用混合动力推进系统。然而,当我们考虑一个商用飞机可能需要两个50兆瓦之间的力量,创新仍感到一些距离。
过热的增加操作电压
另一个挑战,最终采用电动和电动推进技术的目标是即将操作电压的重要高程。这将促使系统温度上升。系统的五个ten-megawatts生成数百千瓦来自多个来源的热,像汽车、电力电子,电池,和布线。有一个迫切需要改善这些温度较高的散热系统,以防止过热和组件失败。
冷却技术会有影响,但适当的导热绝缘材料也将发挥重要作用。亚博网站下载
缺乏导热绝缘材料解决方案
绝缘解决方案,可以支持所需的极高电压全电动或混合动力飞机,目前不存在。目前未屏蔽的电缆输电和布线系统的规范。绝缘厚度选择最小化下面一点的电场产生局部放电。
这种现象是很常见的在设备高电场,并生成一个短期等离子体破裂app亚博体育。这种等离子体破裂引起的快速局部峰值温度——所有这些,当然,在电动飞机,也是不可取的。
如果这个行业继续使用未屏蔽的电缆,这将导致非常大在高电压绝缘厚度。很可能需要移动屏蔽与接地电缆外层,消除局部放电之间的电线。
需要最大化功率密度在汽车和机器也矛盾需要强劲,部分discharge-free绝缘。电压690 V以上,系统在地面使用容忍微不足道创建大量的局部放电,但在高空,这电压水平会更低。
也许增压、绝缘,分离是必须避免的电晕效果高海拔和高电压放电。
这个新的导热绝缘技术研究是至关重要的,在很大程度上是因为绝缘将受到不同的环境条件的高度。这些条件包括较低的压力,降低温度,更高水平的臭氧,常规湿度的变化。
高性能PEEK绝缘可以促进进步至关重要
与电力推进的主要球员合作,宙斯已经开始开发一个增强和单层PEEK绝缘电线。偷看是一个轻量级、高温聚合物具有高介电击穿强度,这使得它的理想替代聚酰亚胺(聚酰亚胺胶带吗®),薄膜包装,涂层漆包线通常用于民用和军用飞机绝缘线的应用程序。
PEEK也可以用于更薄一身羽绒服,由于其高强度重量比,可以看到它取代较厚,较重的材料,但不影响性能。亚博网站下载
高性能PEEK绝缘提供了多方面的好处在与领先的航空工业的工作伙伴,提供强劲的性能和减少错误造成整体的成本节约。在电动马达技术,例如,在薄层使用PEEK的可能性提供了一个重要的优势。
一层薄PEEK允许更多在定子铜。从而增加效率,允许电动机提供相同的输出用更少的能源,或提供相同的能量增加输出。
薄,单层的解决方案提供了更多的好处。少潜在故障减少分层成为一个因素,延长产品寿命。保修成本也将减少更少的失败。节约成本以多种方式产生:例如,PEEK绝缘线是100%没有缺陷的产品。
比较这一事实,磁铁线一般不超过3缺陷/ 5 m,这提供了一个检验成本显著降低。优化生产耐磨的解决方案会导致降低转换成本和较低的产量损失,鉴于PEEK没有芯片,裂缝,或片状。
宙斯与PEEK 25年的工作的经验,和公司感觉强烈,其高性能聚合物能够促进下一代航空航天设计中至关重要的进步。
电动飞机:飞行的未来
显然,飞机电气化是航空的未来。虽然商业旅行在全电动飞机可能某种程度上在远处,有无数的市场机会的空中旅行的发展。可以有把握地说,在电动航空旅行,整个宙斯航天团队和世界其他国家的目标是星星。
这些信息已经采购,审核并改编自宙斯工业产品,提供的材料有限公司亚博网站下载
在这个来源的更多信息,请访问宙斯工业产品有限公司