能电机

混合动力电动飞机一种新型的能源飞机,目前

发布时间:2023/7/13 3:52:25   

近些年虽说混合动力电动汽车正在变得十分普及,但是将这款技术应用到飞机上却难度比较大。目前伊利诺伊大学航空航天工程师正在致力于开发一种更可持续的化石燃料,来为飞机提供更好的动力。通常来说,喷气燃料和航空汽油很容易存放在飞机上,与它们提供的能量相比,它们的结构紧凑、重量轻。不幸的是,实际的燃烧过程非常低效。目前人类只利用了一小部分能量,但是却没有研发出能与之竞争的电气存储系统。

在电动方面,增加更多电池貌似是可以让飞机进一步增加续航能力,但是在实际的飞行中,要求飞机的重量要尽可能的轻,所以重量是目前研究人员在设计电池供电的电动飞机时遇到的一大障碍,目前该项技术有着非常明显的缺陷,明显不如燃料来的方便。研究人员目前从现有的双引擎飞机开始,研究如何使用现有的现成硬件为它制造混合动力电动传动系统。目前研究人员自己设计了一种飞行性能模拟器,以准确地表示飞机在一般任务中的真实飞行性能,包括起飞、爬升、巡航、下降以及着陆。在爬升和下降的过程中,还要模拟真正飞机在现实中的操作。

而在配置模拟器手机基线性能数据后,并行混合动力传动系统被集成到模拟中。之后研究人员将范围和燃料经济性的灵敏度与电气化以及电池比能量密度和电动机功率密度进行了比较。用串联混合动力电动传动系统研究了相同的灵敏度。研究人员称,混合动力电动传动系统可以显著提升飞机配置的燃油效率,尽管这些增益很大程度上取决于动力传动系统电气化程度和所需任务范围的耦合变化。这两个因素都影响电池和燃料系统的重量分配,以及内燃机和电动机部件施加的重量缩放。通常,为了获得最大的燃料效率,应该使用混合动力架构,在给定的范围要求内允许的动力系统中具有尽可能多的电气化。

在燃料效率方面,因为范围限制是混合动力飞机可行性的关键瓶颈之一。通过这项研究,飞机射程能力的变化可以通过混合动力组件技术的进步来预测。目前的推进系统可配置为25%的推进力,但是飞机智能飞行大约80海里。研究人员预测到,在年飞机的电池技术以及飞行距离可以达到目前的两到三倍。

在研究人员看来,并联架构将发动机和电机的轴功率机械耦合在一起,因此只飞机只需要一台电机。对于串联架构,还需要一台发电机将发动机功率转换为电能,以及比并联混合动力配置更大的电动机来驱动推进器。出乎意料的是,这方面使得并联结构更有利于改善范围和燃料燃烧。研究人员也对此观察到,如果电动机部件得到改善,那么串联混合架构的效率会更高,因为它们可以在推进器的放置和分配方面提供更大的灵活性。

研究团队选择使用飞机制造商发表的文章中一系列性能变量对模拟器进行建模,它们之前选择特定的飞机,部分原因是因为美国宇航局一直在研制他们的X-57飞机,该飞机拥有先进的高扬程螺旋桨。不过研究人员也称道,对于如何设计、建造以及推进电气化的发展仍然是一个未知数,目前他们只

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