Инженеры MIT построили один

ВМ/iStock

Подписываясь, вы соглашаетесь с нашими Условиями использования и политикой. Вы можете отказаться от подписки в любое время.

Инженеры Массачусетского технологического института (MIT) успешно создали двигатель мощностью в один мегаватт, который станет важным шагом на пути к созданию больших электрических самолетов в будущем. Команда протестировала отдельные компоненты двигателя и провела расчеты, чтобы показать, что он может генерировать мощность в один мегаватт, говорится в пресс-релизе.

Поскольку мир сосредоточен на сокращении выбросов углекислого газа до «чистого нуля» к 2050 году, авиация является сектором, который нуждается в максимальных инновациях для достижения этой цели. Большие самолеты, которые сегодня перевозят пассажиров и грузы, также имеют большой углеродный след. Однако решения по электрификации авиации пока малы и не способны заменить большие реактивные двигатели.

Попытки создания полностью электрических самолетов обычно невелики. Двигатели, используемые для их приведения в движение, могут генерировать мощность всего в несколько сотен киловатт за раз. Большие самолеты требуют большей мощности двигателей, поэтому инженеры Массачусетского технологического института решили разработать электродвигатель мощностью в один мегаватт.

Чтобы понять сложность создания мегаваттного электродвигателя, сначала необходимо понять, как работает электродвигатель. Традиционно электродвигатели используют электрическую энергию для создания магнитного поля — обычно путем пропускания тока через медные катушки.

Магнит, расположенный рядом с катушками, вращается в направлении создаваемого магнитного поля и приводит в движение вентилятор или пропеллер. Для получения большей мощности от двигателя необходимо использовать медные катушки большего размера. Однако это также увеличивает выделение тепла во время процесса, что приводит к необходимости добавления охлаждающих элементов в установку.

Яна Мирошниченко/iStock

Все эти компоненты увеличивают вес двигателя, что затрудняет его использование в воздушных целях.

Двигатель, разработанный инженерами MIT, состоит из высокоскоростного ротора, оснащенного магнитами различной полярности, и компактного статора с низкими потерями, который помещается внутри ротора, но внутри заполнен сложным набором медных обмоток. Команда также создала систему распределенной силовой электроники, используя 30 изготовленных по индивидуальному заказу печатных плат, которые точно изменяют токи через медные обмотки на высоких частотах.

Печатные платы тесно связаны с машиной, чтобы минимизировать потери при передаче, а встроенный теплообменник обеспечивает воздушное охлаждение во время работы компонентов. На данный момент исследователи протестировали эти компоненты по отдельности и определили, что конструкция системы может генерировать мощность в один мегаватт.

Позже в этом году компоненты будут собраны и начнутся испытания двигателя в целом. Исследователи уверены, что двигатель будет способен приводить в движение региональный самолет, а в будущих конфигурациях самолетов вдоль крыла могут располагаться несколько двигателей.

Двигатель может питаться от батареи или топливного элемента или может быть объединен с реактивными двигателями для создания гибридных силовых установок. «Независимо от того, что мы используем в качестве энергоносителя — аккумуляторы, водород, аммиак или экологически чистое авиационное топливо — независимо от всего этого, двигатели мегаваттного класса станут ключевым фактором экологизации авиации», — сказал Золтан Спаковски, руководитель проекта в Массачусетском технологическом институте. в пресс-релизе.