中年|H3X展示新型电动飞机引擎:不牺牲性能下重量减少三分之二


航空领域在推进电气化进程中遇到的障碍之一就是储能 。 在这个探索阶段在不少人努力提高电池的能量密度之外 , 另一个发展方向就是将长距离、快速燃料的氢燃料电池动力系统成为未来飞行的标准 。 近日 , 总部位于明尼阿波利斯 (Minneapolis) 的初创公司 H3X 技术公司将改进的方向聚焦到推进系统中 。
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H3X 技术公司展示了一种集成式的电动引擎设计 , 声称在保持业内顶尖的持续功率输出同时 , 还能让总重量减少三分之二甚至更多 。 重量一直是航空业的重要问题 , 对于电动飞机来说 , 这个问题尤其突出 。 电池重量每增加一磅 , 就意味着飞机的有效载荷减少一磅 , 代表着你从电池或氢气罐中获得的航程减少 , 最终代表着机主的金钱损失 。

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随着中小型电动飞机开始进入商业化服务 , 以及长期以来被寄予厚望的 eVTOL 空中出租车领域的崛起 , H3X认为像它的 HPDM-250 电机能够给这个行业“减负” 。

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H3X 技术公司展示的首个版本重量为 15 公斤(33磅) , 持续输出功率为 200 千瓦 , 峰值可达250千瓦 。 也就是说每公斤 13.3 千瓦的连续功率 , 这是一个非凡的功率密度 。

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而作为对比 , 外媒 NewAtlas 在 2018 年报道的 Magnax 轴流电机持续输出功率密度为 7.5 千瓦/公斤 。 去年 , ZeroAvia 公司在全球首架商用电动飞机上使用的 Magnix Magni500 功率密度为 4.2 千瓦/公斤 。

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更重要的是 , 以上两款电机都没有内置逆变器 , 因此在实际装配中还需要额外增加一些重量--以 Magnix 驱动系统为例 , 需要额外配 12公斤(33磅) 。 H3X 的设计将其逆变器集成在其六边形棱柱体中 。

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电机的最高效率是在20000转/分的时候 , 这比你旋转螺旋桨的速度要快得多 , 所以H3X还可以为其安装一个集成的行星齿轮箱 , 减速比为4:1 , 所产生的重量成本仅为3公斤(6.6磅) 。 H3X创始人兼首席执行官Jason Sylvestre告诉我们 , 团队本可以将电机设计得更慢 , 并取消齿轮箱 , 但整体效率和功率密度会受到影响 。