هواپیمای برقی به واقعیت نزدیک‌تر شد

به گزارش ایسنا و به نقل از آی‌ای، مهندسان مؤسسه فناوری ماساچوست(MIT) با موفقیت یک موتور یک مگاواتی ساخته‌اند که یک پله مهم در ساخت هواپیماهای الکتریکی بزرگ در آینده است.

در بیانیه مطبوعاتی این گروه آمده است که این گروه اجزای جداگانه موتور را آزمایش کرده و محاسبه کرده و نشان داده است که می‌تواند یک مگاوات خروجی تولید کند.

با توجه به تمرکز جهان بر کاهش انتشار کربن و نیل به سوی تولید “صفر خالص” تا سال ۲۰۵۰، بخش هوانوردی بخشی است که برای دستیابی به این هدف به حداکثر نوآوری نیاز دارد.

هواپیماهای بزرگی که امروزه مسافران و محموله‌ها را جابجا می‌کنند، ردپای کربن بزرگی دارند. با این حال، راه حل‌های برقی سازی هوانوردی هنوز در ابتدای راه هستند و قادر به جایگزینی با موتورهای بزرگ جت نیست.

تلاش برای ساخت هواپیماهای کاملاً الکتریکی تاکنون با موفقیت چشمگیری همراه نشده است و موتورهای مورد استفاده برای به حرکت درآوردن آنها تنها می‌توانند چند صد کیلووات نیرو تولید کنند. این در حالی است که هواپیماهای بزرگ به خروجی بیشتری نیاز دارند، بنابراین مهندسان MIT تصمیم گرفتند یک موتور الکتریکی یک مگاواتی تولید کنند.

چرا هواپیماهای برقی هنوز کوچک هستند؟

برای درک دشواری ساخت موتور الکتریکی یک مگاواتی، ابتدا باید نحوه عملکرد یک موتور الکتریکی را بشناسید.

موتورهای الکتریکی به طور معمول از انرژی الکتریکی و معمولاً با ارسال جریان از طریق سیم‌پیچ‌های مسی برای تولید میدان مغناطیسی استفاده می‌کنند. آهنربایی که در نزدیکی سیم‌پیچ‌ها قرار می‌گیرد در جهت میدان مغناطیسی ایجاد شده می‌چرخد و یک پروانه را با خود به حرکت در می‌آورد.

برای تولید توان بیشتر از موتور باید از سیم‌پیچ‌های مسی بزرگتر استفاده شود. با این حال، این کار گرمای تولید شده در طول فرآیند را افزایش می‌دهد و در نتیجه عناصر خنک کننده باید به موتور اضافه شوند.

همه‌ی این اجزا به وزن موتور اضافه و استفاده از آن را برای کاربردهای هوایی چالش برانگیزتر می‌کنند.

ساخت یک موتور برقی یک مگاواتی

موتور طراحی شده توسط مهندسان MIT از یک چرخانه(روتور) پرسرعت پوشیده شده با آهنرباهایی با جهت قطبیت‌های مختلف و یک ایستانه(استاتور) فشرده کم‌تلفات تشکیل شده است که داخل چرخانه قرار می‌گیرد، اما با مجموعه‌ای پیچیده از سیم‌پیچ‌های مسی در داخل پر شده است.

این تیم همچنین یک سیستم الکترونیک قدرت توزیع شده را با استفاده از ۳۰ تخته مدار سفارشی ساختند که به شکلی دقیق، جریان را از طریق سیم‌پیچ‌های مسی در فرکانس‌های بالا تغییر می‌دهند.

تخته‌های مدار برای به حداقل رساندن تلفات انتقال به دستگاه متصل می‌شوند و یک مبدل حرارتی یکپارچه خنک‌کنندگی هوا را هنگامی که قطعات در حال کار هستند، فراهم می‌کند.

در حال حاضر، پژوهشگران این قطعات را به صورت جداگانه آزمایش و مشخص کرده‌اند که طراحی این سیستم می‌تواند خروجی معادل با یک مگاوات تولید کند.

اواخر امسال، این قطعات مونتاژ می‌شوند و آزمایش موتور به طور کلی آغاز خواهد شد. پژوهشگران مطمئن هستند که این موتور قادر به تامین انرژی یک هواپیمای محلی خواهد بود و موتورهای متعددی از این نوع می‌توانند در امتداد بال هواپیماهای آینده وجود داشته باشند.

این موتور می‌تواند توسط یک باتری یا یک پیل سوختی تغذیه شود یا می‌تواند با موتورهای جت ترکیب شود تا سیستم های پیشرانه هیبریدی را فعال کند.

زولتان اسپاکوفسکی، سرپرست این پروژه در MIT می‌گوید: مهم نیست از چه چیزی به ‌عنوان حامل انرژی استفاده می‌کنیم، باتری، هیدروژن، آمونیاک یا سوخت پایدار هوانوردی، مستقل از همه اینها، موتورهای کلاس مگاوات عاملی کلیدی برای سبز کردن هوانوردی خواهند بود.