مهندسان مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) با موفقیت یک موتور یک مگاواتی ابداع کردند که گامی مهم در ساخت هواپیماهای الکتریکی بزرگ در آینده محسوب می شود.
به گزارش تکناک، در بیانیه مطبوعاتی این موسسه آمده است که این تیم اجزای جداگانه موتور را آزمایش کرده و محاسبات لازم را انجام دادند تا ثابت شود که موتور می تواند یک مگاوات خروجی تولید کند.
با توجه به تمرکز جهان بر کاهش انتشار کربن تا سال ۲۰۵۰، هوانوردی یکی از حوزه هایی است که نیازمند حداکثر نوآوری برای دستیابی به این هدف است. هواپیماهای بزرگی که امروزه مسافران و بارها را جابجا میکنند، دارای ردپای کربن بزرگی هستند. با این حال، راه حل های برقی سازی هوانوردی هنوز غیر کاربری هستند و قادر به جایگزینی موتورهای جت بزرگ نیستند.
تا به حال تلاش برای توسعه هواپیماهای کاملاً الکتریکی به نتیجه مطلوبی نرسیده است. موتورهایی که برای حرکت دادن آنها استفاده میشوند، تنها قادر به تولید چند صد کیلووات نیرو در زمانی خاص هستند. اما هواپیماهای بزرگ نیاز به قدرت بیشتری از موتورها دارند. به همین دلیل، مهندسان دانشگاه MIT تصمیم گرفتند موتور الکتریکی با توان یک مگاوات تولید کنند.
چرا هواپیماهای برقی هنوز کوچک هستند؟
برای درک دشواری ساخت یک موتور الکتریکی مگاواتی، ابتدا باید نحوه عملکرد یک موتور الکتریکی را درک کنید. به طور معمول، موتورهای الکتریکی از انرژی الکتریکی برای تولید میدان مغناطیسی استفاده می کنند و این کار را معمولاً با ارسال جریان از طریق سیم پیچ های مسی انجام میدهند.
آهنربایی که در نزدیکی سیم پیچ ها قرار می گیرد، در جهت میدان مغناطیسی ایجاد شده می چرخد و یک فن یا یک پروانه را با آن به حرکت در می آورد. برای گرفتن توان خروجی بیشتر از موتور باید از کویل های مسی بزرگتر استفاده شود. با این حال، این تغییر همچنین گرمای تولید شده در طول فرآیند را افزایش می دهد و در نتیجه عناصر خنک کننده به سیستم اضافه می شود.
همه این اجزا به وزن موتور می افزاید و استفاده از آن را برای کاربردهای هوایی چالش برانگیزتر می کند.
ساخت موتور برق یک مگاواتی
موتور طراحی شده توسط مهندسان MIT از یک روتور پرسرعت تشکیل شده که آهنرباهایی با قطب هایی در جهات مختلف در آن تعبیه شده است. علاوه بر این، در داخل روتور یک استاتور فشرده با مجموعه پیچیده ای از سیم پیچ های مسی قرار دارد. این تیم همچنین یک سیستم الکترونیکی توزیع قدرت را با استفاده از 30 برد مدار سفارشی ساختند که دقیقاً جریان را از طریق سیمپیچ های مسی در فرکانسهای بالا تغییر میدهند.
بردهای مدار برای به حداقل رساندن اتلاف انتقال بسیار نزدیک به دستگاه هستند و یک مبدل حرارتی یکپارچه، وظیفه خنک کنندگی را در هنگام کار قطعات انجام میدهد. در حال حاضر، محققان این قطعات را به صورت جداگانه آزمایش کرده و مشخص کرده اند که طراحی سیستم می تواند خروجی یک مگاوات تولید کند.
قطعات اواخر امسال، مونتاژ خواهد شد و آزمایش موتور به طور کلی آغاز می شود. محققان مطمئن هستند که این موتور قادر به تامین انرژی یک هواپیمای منطقه ای خواهد بود و موتورهای متعددی می توانند در امتداد بال در پیکربندی های طراحی هواپیما در آینده وجود داشته باشند.
این موتور می تواند با یک باتری یا یک پیل سوختی تغذیه شود یا می تواند با موتورهای جت ترکیب شود تا سیستم های پیشرانه هیبریدی را فعال کند. زولتان اسپاکوفسکی، سرپرست پروژه در MIT، طی یک بیانیه مطبوعاتی میگوید: مهم نیست که ما از چه چیزی به عنوان حامل انرژی استفاده میکنیم، این موارد می تواند باتری، هیدروژن، آمونیاک یا سوخت پایدار هوانوردی باشد. مستقل از همه اینها، موتورهای کلاس مگاوات یک عامل کلیدی برای سبز کردن صنعت هوانوردی خواهند بود.
