Měniče DCDC Power se již v současnosti divoce používají v leteckém a obranném průmyslu. Je to hlavně kvůli existenci 28VDC sítě, kterou najdete ve všech komerčních letadlech, vrtulnících, business jetech, ... Tato síť se používá hlavně k napájení sekundárních systémů v letadle, jako je avionika.
V tomto článku se zaměříme na vysoce výkonné obousměrné převodníky stejnosměrného proudu, které jsou klíčovým systémem ve vývoji více elektrických letadel.
Obsah
Čím více elektrických letadel:
The More Electrical Aircraft je designový trend, který tlačí na integraci více elektrických systémů do tradičního designu letadla. Důvodem je použití elektrického systému ke zlepšení výkonu letadla, snížení nákladů na údržbu a snížení hmotnosti. Existují tři hlavní kroky návrhu více elektrických letadel:
Více elektrických konstrukcí letadel:
Letoun Boeing 787 je nejlepším příkladem pro ilustraci tohoto prvního vývojového kroku MEA. V rámci programu 787 se Boeingu podařilo odstranit síť Air Power, která se historicky používala pro odvzdušňování letadel a odmrazování křídel. Boeing dosáhl této technologie díky integraci více elektrických systémů, jako je elektrické odmrazování křídel, elektrický tlakový systém v kabině, elektrický startér / generátor,…
Tento nový design více elektrických letadel vedl k vyšším požadavkům na výkon při distribuci a přeměně. Za účelem optimalizace hmotnosti distribuční sítě integroval Boeing do 270 novou síť 787VDC.
Návrh letadla Hybrid Electric:
Druhým krokem k More Electric Aircraft je konstrukční řešení Hybrid-Electric. Řešení spočívá v použití tradičního palivového motoru v kombinaci se systémem akumulace vysoké energie k napájení elektrického pohonu letadla.
V současné době se vyvíjí několik projektů, jako jsou Zunum, Airbus - Rolce-Royce, XTI, Bell Helicopter Air Taxi,… Současná vyvíjená letadla používající tento design mohou mít velikost čtyřmístného letadla VTOL až 4 místního regionálního komerčního letadla. Výhodou tohoto řešení je optimalizace spotřeby paliva a dojezdu.
Konstrukce letounu All Electric:
Posledním a konečným řešením v trendu More Electric Aircraft je konstrukce všech elektrických letadel. To znamená, že systém akumulace energie může plně poskytnout energii pro všechny letové potřeby letadla (pohon, avionika, odmrazování, kabina, ...).
Velké omezení tohoto designu v současné době pochází ze systému akumulace energie, který ještě neodpovídá požadovanému poměru výkon / hmotnost potřebnému pro velká letadla se všemi požadavky na leteckou bezpečnost. Na druhou stranu je tento design naprosto životaschopný se současnou technologií pro letadla eVTOL (<4 osoby). Příklad zahrnout Lilium, Joby aero, Vahana (Airbus), Aurora (Boeing), Cora (Kitty Hawk | Google Boeing),…
The More Electric Aircraft od profesora Patta Wheelera z University of Nottingham ve Velké Británii
Další příležitosti pro elektrická letadla v budoucnosti:
I když ještě zbývá několik let čekat, než se staneme svědky komerčních letadel s více než 100 cestujícími létajících na elektrický proud, dnes víme, že budoucí letadla budou More Electric. Se zahájením tohoto trendu před několika lety se objevují nové tržní příležitosti v následujících kategoriích:
- Elektromechanické pohony
- Elektrický tlakový systém v kabině
- Elektrické odmrazování
- Elektrický pohon
- Distribuce energie
- Převod energie (ACDC, DCDC, DCAC)
- Skladování energie (technologie baterií, palivové články, ..)
- ...
Možnosti a výzvy ke konverzi leteckého výkonu:
V důsledku potřeb společnosti More Electric Aircraft je na zítřejší budoucí konstrukci letadel zapotřebí více elektrické energie. S tímto zvýšením požadavku na výkon pomáháme ke zvýšení kapacity systému pro skladování energie, který překládá vysoce výkonnou stejnosměrnou síť v letadle. Síť 270 VDC představená v Boeingu 787 je prvním tahem výrobců letadel tímto způsobem. Zde je přehled budoucích potenciálních potřeb DC sítě v závislosti na konstrukci letadla:
|
270VDC |
1. krok Více elektrických letadel (B787) |
|
600 V ss. - 1000 ss |
10 sedadel H- elektrická letadla | 4 místa eVTOL |
|
2000 V ss. - 5000 ss |
+100 sedadel H- elektrický | -100 míst elektricky |
S tímto nárůstem stejnosměrné napájecí sítě jsme v současné době svědky nových příležitostí v systému přeměny energie (AC DC, DC DC, DC AC).
AC-DC je potřebný pro převod z generace (motoru) na DC síť.
DC-AC je nutný pro převod ze stejnosměrné sítě na střídavé systémy (elektrický pohon, další potenciální systém, který nemůže být napájen tradiční střídavou sítí,…)
DC-DC je nutný pro převod z DC sítě na DC systémy (baterie, sekundární systémy,…)
Úkolem zařízení pro přeměnu energie je odpovídat výkonu požadovanému výrobci letadel. V současné době vidíme zařízení ve fázi výzkumu a vývoje s poměrem 8 kW / kg a cílem pro blízkou budoucnost na 15kW / kg. Vidíme také výrazné zvýšení energetického požadavku na budoucí design More Electric Aircraft.
Poskytovatelé vysoce výkonného obousměrného stejnosměrného měniče pro letecký průmysl:
V současné době se DC DC převodníky používají pouze k problematice převodu pro sekundární systémy. Tento sekundární systém s různým stejnosměrným vstupem musí odebírat energii z 28VDC letecké sítě. Objevuje se vysoce výkonná konverze dc-dc s potřebou nových elektrických nebo hybridních elektrických letadel k přeměně sítě vysokého stejnosměrného napětí.
Zde je seznam poskytovatelů vybavení, kteří jsou náchylní k posunu směrem k vývoji vysoce výkonného obousměrného převodníku stejnosměrného proudu pro leteckou aplikaci.
Tradiční hráči v leteckém průmyslu:
Meggitt:
Meggitt má nejpokročilejší komunikaci, když diskutuje o More Electric Aircraft a nových vlastních potřebách napájení pro elektrické nebo hybridní elektrické projekty.
Mají vyhrazenou stránku s různými řešeními pro tato letadla, včetně motorů, akčních členů, energetických systémů, baterií, ... Navrhují zajímavý postup analýzy krok za krokem, aby poskytli kompletní řešení. Zde je více informací.
General Electric:
GE je možná nejpokročilejším tradičním aktérem ve vývoji konverze, generování a distribuce energie letadel včetně vysoce výkonných systémů DC DC.
V roce 2012 otevřeli výzkumné centrum pro všechny elektrické a hybridní letouny výkonové elektroniky viz článek. Jejich proud produktová řada pro přeměnu energie je zakotven na různých hlavních letadlech.
Skupina Safran:
Díky zkušenostem společnosti Safran Electronic & Power a Zodiac Electronic & Power je skupina Safran významným poskytovatelem řešení pro výrobu, přeměnu a distribuci energie z letadel. Rozhodně se skutečně podílejí na vývoji More Electric Aircraft a zde jsou nějaké informace, které zveřejnili.
Thales:
Thales je významným poskytovatelem zařízení pro přeměnu, distribuci a výrobu energie. Rozvíjejí své schopnosti elektrických systémů pro More Electrical Aircraft. Zde je to, co komunikovali
Crane Aerospace & Electronics
Crane je tradičním a historickým poskytovatelem vybavení pro Airbus, Boeing,… Jejich schopnosti DC DC jsou na malých zařízeních pro převádění energie, systému správy baterií a distribuci a správě DC sítí, které lze přizpůsobit a mohou zahrnovat modul převodu. Více informací zde.
KGS Aerospace:
KGS mají docela velkou produktovou řadu výkonových měničů včetně stejnosměrných stejnosměrných měničů. Jejich stejnosměrný stejnosměrný produkt se zaměřuje na problematiku sekundární konverze s nízkými požadavky na výkon. Více informací o jejich schopnostech.
UTC:
Největší poskytovatel vybavení pro letectví a kosmonautiku je skutečně zapojen do designu More Electric Aircraft. I když zaměřují své úsilí na distribuci a generování energie, jsou stále zajímavým aktérem, kterého lze na toto téma zmínit. Podívejte se na jejich práci na Boeingu 787.
Astronika:
Společnost Astronics je také tradičním aktérem zapojeným do distribuce a generování konverzí Aircraft Power. Astronics se zvláště podílí na systémech přeměny energie v kabině, jako je napájecí zdroj pro cestující v sedadle, napájecí zdroj v kuchyni,… Aktuální portfolio produktů společnosti Astronics neukazuje napájecí systém pro více než 7kW aplikací. Zde je více informací o jejich schopnostech.
Noví hráči:
Siemens:
Německá společnost byla v posledních několika letech skutečně aktivní a prokázala významná partnerství a projekt výzkumu a vývoje v oblasti vývoje elektrických letů. Hlavní projekty ve vývoji jsou Airbus EfanX, City Airbus, Siemens Magnus eFusion,…
Společnost zaměřuje své vývojové úsilí na elektrický pohonný systém, přeměnu energie (DC-AC a DCDC), distribuci energie pro různé výkonové třídy.
Tame-Power je poskytovatel řešení pro převod energie v automobilovém a průmyslovém odvětví s možnostmi přizpůsobení Aerospace. Stávající produktová řada měničů DC DC má výstupní výkon od 3,5 kW do 80 kW s kapalným, ventilátorovým a přirozeným chlazením.
****
Výše uvedený seznam bude aktualizován. Pokud jste poskytovatelem řešení a nejste v tomto článku zmínění, kontaktujte nás. Použijte následující kontaktní formulář, nezapomeňte uvést název článku a připojit odkaz na stránku s možnostmi vaší společnosti.
AerospaceExport.com
